一、插层聚合制备粘土/环氧树脂纳米复合材料过程中粘土剥离行为的研究(论文文献综述)
赵鹏[1](2021)在《界面强度对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学性能的影响》文中进行了进一步梳理聚合物基纳米复合材料近些年来受到国内外学术界与工业界的瞩目。与常规聚合物基复合材料相比,这种聚合物纳米复合材料最突出的特点在于只需添加很少的纳米填料(3~5wt%)就可以实现复合材料诸多性能的显着提升,并且不损失材料原有的特性。通过添加纳米填料实现聚合物基纳米复合材料性能的提高有两个关键因素:一是纳米填料需以高度无规剥离状态均匀分散在基体中;二是在聚合物基体和纳米填料之间构建一定强度的界面作用力。本实验室创立的“粘土淤浆复合法”已经成功解决了粘土在聚合物基体中均匀分散并且高度无规剥离这一关键问题。如何在聚合物基体与纳米粘土之间构建较强的界面作用力以及界面强度对纳米复合材料力学性能的影响是这一领域的关键和难点。本文以环氧树脂(EP)为基体,采用两种不同的策略在环氧树脂基体和粘土片层间成功构建了较强的界面作用力,重点研究了不同界面强度对EP/粘土纳米复合材料力学性能的影响。主要研究结果如下:1.用溴代正丁烷(BB)与等摩尔的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP30)反应,制备了保留部分叔胺基的反应型季铵盐(BBDMP30);同时通过对DMP30的酸化反应合成了与BBDMP30结构相似的非反应型有机修饰剂(CPDMP30)。分别以这两种化合物作为有机修饰剂对原始粘土进行改性,获得了两种性质不同的有机化粘土(反应型的BBDMP30-clay与非反应型的CPDMP30-clay)。以这两种粘土为增强体,通过“粘土淤浆复合法”制备了具有相同无规剥离结构但界面强度不同的两种环氧树脂/粘土纳米复合材料,通过透射电子显微镜(TEM)及X-射线衍射(XRD)测试揭示两种不同性质的有机粘土都以高度无规剥离形式分散在环氧树脂基体当中。在此基础上,探究了界面强度对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学/热机械性能的影响。拉伸测试结果表明:粘土质量分数为3.5%时,BBDMP30-clay/EP纳米复合材料的拉伸强度提高幅度达250%;这可归因于BBDMP30-clay上保留的叔胺基团在固化阶段参与了固化反应,在粘土片层与环氧树脂基体间形成了较强的界面作用力。非反应型的CPDMP30-clay因所构建的界面强度相对较弱,只能使纳米复合材料的拉伸强度提高190%。动态力学分析(DMA)显示BBDMP30-clay导致纳米复合材料的玻璃化转变温度(Tg)提高了6℃,而CPDMP30-clay仅使得材料的Tg提高了3℃。2.将质子化的乙醇胺(MEA)用作有机修饰剂改性粘土,得到乙醇胺改性粘土(MEA-clay)。在环氧树脂/MEA-clay纳米复合材料制备过程中添加叔胺2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP30)作为催化剂,促使有机修饰剂上的羟基与环氧预聚体上环氧基团发生反应,从而在环氧树脂基体与粘土片层间形成了化学健,从而构建了较强的界面作用力。同时制备了不添加催化剂的环氧树脂/MEA-clay纳米复合材料(界面作用力为中等强度的氢键)作为参比。透射电子显微镜(TEM)及X-射线衍射(XRD)测试揭示两种不同途径制备的环氧树脂/粘土纳米复合材料具有近似的无规剥离/插层混合结构。拉伸测试结果表明:粘土质量分数为3%时,催化体系制备的纳米复合材料的拉伸强度提高了176.92%,而非催化体系则为147.69%。动态力学分析(DMA)显示两种不同体系制备的纳米复合材料的玻璃化转变温度(Tg)分别提高了1.53℃和0.54℃。
裴鑫鹏[2](2020)在《环氧树脂/粘土纳米复合材料界面强度的调控及其对性能的影响》文中指出众所周知,对于传统的聚合物基复合材料来说,在基体和增强材料之间建立特定的强度界面力是在聚合物基体和增强材料之间进行有效应力传导并改善材料性能的关键,聚合物基纳米复合材料界面的构建这一关键问题直到近些年才引起有限的关注。粘土作为一种常用的聚合物增强体,选择适当的粘土修饰剂既是改善其在聚合物基体中分散程度的有效方法,同时也是构建界面作用力的主要手段。本文以环氧树脂(E-51)为基体,设计合成有特殊结构的有机修饰剂并改性粘土纳米填料,并与环氧树脂基体构建了一定强度的界面力。淤浆复合法是一种特殊的聚合物/粘土纳米复合材料制备工艺,可以有效的改善粘土在复合材料中的分散和剥离效果。探究有机修饰剂化学结构对纳米填料与树脂基体间界面力的影响及其复合材料宏观性能调控机制。主要研究结果如下:1.聚合物基体与粘土片层间构建较强的界面作用力,并探究固化剂用量对反应型有机化粘土/环氧树脂纳米复合材料力学性能的影响。采用带有环氧基团的三缩水甘油基对氨基苯酚(TGPAP)分别与溴代正丁烷(BB)、2-溴乙醇(BE)反应合成了2种反应型粘土有机修饰剂:溴化(正定烷基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPB)及溴化(2-羟乙基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPE)。以上述2种修饰剂改性粘土得到了具有相同反应官能团但与环氧树脂相容性略有差异的2种有机化粘土(B-clay和E-clay)。通过“粘土淤浆复合法”制备了2种EP/粘土纳米复合材料。结果显示:在环氧树脂基体中,具有羟基的E-clay呈现出高度无规剥离状态;B-clay在基体种呈现出无规剥离/插层状态。制备的2种有机粘土具有反应性,均可参与固化反应,并在环氧基体和粘土片层间形成强的界面力。通过调节固化剂的量进一步提高了纳米复合材料的拉伸强度。添加3wt%改性粘土,两种纳米复合材料的拉伸强度分别提高了76.47%(E-clay)和52.51%(B-clay);模量分别提高了258.87%和236.92%。2.进一步研究有机粘土片层与环氧树脂基体构建不同的界面强度,选择的修饰剂结构相近,与聚合物基体相容性良好,构建三种不同界面强度,探究其对纳米复合材料性能的影响。选用聚醚胺M-600(JM600)与环氧氯丙烷(ECP)开环反应合成一种带有2个羟基的聚醚仲胺(JMH)-NR2(R:-CH2-CH(OH)-CH2Cl);再与Na OH闭环反应合成一种带有2个环氧基的聚醚仲胺(JME)-NR2(R:-CH2-C2H3O2);再与溴代正丁烷(BB)反应合成一种季铵盐(JMB)-N+R2YBr-(R:-CH2-C2H3O2,Y:-C4H9)。将氯化胆碱(CC)、JM600、JMH、JMB来改性粘土得到4种结构不同的有机粘土分别为CC-clay、JM600-clay、JMH-clay、JMB-clay,通过“粘土淤浆复合法”制备环氧树脂/粘土纳米复合材料。结果显示:CC-Clay、JM600-Clay和JMH-Clay在基体中剥离效果差一些,表现为插层、剥离混合结构,JM600-Clay、JMH-Clay、JMB-Clay含有醚键,与环氧基体有良好的相容性,分散效果优于CC-Clay,JMB-Clay具有环氧基团分散效果更佳,基本实现无规剥离,在添加3wt%改性粘土,制备的复合材料拉伸强度分别提高了83.66%(CC-clay)、100.16%(JM600-clay)、120.51%(JMH-clay)、139.92%(JMB-clay);模量分别提高了226.51%,246.19%、270.27%、281.17%。3.进一步研究有机粘土片层与环氧树脂基体构建的界面强度,将聚醚胺D230体系与聚醚胺M-600体系对比,在同种界面作用力下,有机粘土与环氧树脂基体有良好的相容性,同时增加活性官能团数量,构建三种不同的界面强度,探究其对纳米复合材料性能的影响。D230与ECP开环反应合成一种带有4个羟基的聚醚仲胺(DH)2[-NR2](R:-CH2-CH(OH)-CH2Cl);与Na OH闭环反应合成带有4个环氧基团的聚醚仲胺(DE)2[-NR2](R:-CH2-C2H3O2);再与溴代正丁烷(BB)反应合成一种季铵盐(DB)-N+R2YBr-(R:-CH2-C2H3O2,Y:-C4H9)。将D230、DH、DB来改性粘土,改性的有机粘土分别为:D230-clay、DH-clay、DB-clay,用“粘土淤浆复合法”制得环氧树脂/粘土纳米复合材料。结果显示:D230-clay、DH-clay和DB-clay是以无规剥离形式分散在环氧树脂基体中,比JM600系列分散效果更佳,这种差异源于D230-clay、DH-clay、DB-clay的有机修饰剂与环氧树脂预聚体及固化剂有更好的相容性,因此更有利于其在环氧树脂基体中的分散并形成无规剥离结构。3种纳米复合材料的拉伸强度比对应的纯环氧树脂聚合物分别提高了81.53%(D230-clay)、125.11%(DH-clay)、180.17%(DB-clay);模量分别提高了264.15%、268.19%、315.90%。
吴福东[3](2019)在《多触角AABT-g-PMMA杂化材料的制备及其改性研究》文中认为改性膨润土填充高分子复合材料,因其能够提高聚合物的热稳定性、载药、力学性能等为工业应用提供了巨大的潜力。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有良好的光学透明性、耐候性和高强度等性能,但其固有的脆性常常限制了它的工业应用领域。本文用丙烯酸改性碱性钙基膨润土(AABT),再原位引发聚合MMA,成功制备了 AABT表面多接枝PMMA(多触角AABT-g-PMMA)复合材料,对其结构与相关性能进行表征,将其应用于油水分离,在此基础上,进一步用聚氨酯(TPU)对其进行了改性制备了TPU/AABT-g-PMMA复合材料,对其结构与形状记忆性能、力学性能等进行表征,得到以下结论:1.合成多触角AABT-g-PMMA(M-AABT-g-PMMA)杂化材料过程中,相较于传统制备方法,AABT上的双键被引发的效率更高,锚到膨润土片层上的PMMA链越多,接枝效率更高。与传统AABT-g-PMMA(T-AABT-g-PMMA)相比,M-AABT-g-PMMA的烧失率提高了381%,堆密度下降了20%;且在环己烷中的溶胀率为185%。这种更高效的聚合接枝与层间热效应,一方面使杂化材料中AABT的插层效果提高,同时抑制膨润土片层的再团聚的空间阻碍加强,导致AABT形成剥离的纳米片层效率增加或更好的插层效果,其在杂化材料中分散均匀少团聚,与PMMA基体间相容性更好,致使其脆断面的表面粗糙度增加到11倍,热稳定性提高了23 ℃,阻碍热量传播效果显着,MMA用量为9 wt.%时杂化材料的TG残余量较纯MMA升高了23.1%。2.通过简易低廉的工艺成功将多触角AABT-g-PMMA杂化材料涂覆在不锈钢网上制备出疏水亲油膜,其油水分离效率高达99.9%以上,通量高达8764 L·m-2·h-1且该膜具有良好的稳定性、耐磨性、耐酸性、耐盐性等性能。3.考察了多触角AABT-g-PMMA杂化材料中AABT含量等工艺参数对材料表面粗糙度、油水分离通量的影响,结果表明,随着AABT用量的提高,表面粗糙度逐渐提高,复合膜的通量先增后显着下降,复合材料中触角的含量越来越高。4.TPU/AABT-g-PMMA复合材料中,AABT以剥离的片层均匀分散在网络结构中,使其热稳定性提高了 17 ℃,阻热效果显着,2%的AABT的加入使得复合材料的残余量提高了约8%,是其本身重量的4倍,拉伸强度提高了5倍,断裂伸长率可到200%以上,低含量下不影响材料的透明性,高含量仍然具有一定的透明性。5.TPU/AABT-g-PMMA复合材料不同温度下均具有良好的形状记忆效果,最佳的固定率与回复率分别为97.7%和99.6%,回复速率高达2.61 θ/s。
董英杰[4](2019)在《环氧树脂/粘土纳米复合材料结构与性能研究》文中认为近些年来,受到国内外学术界与工业界瞩目的聚合物基纳米复合材料已成为通用聚合物高性能化的一个新的途径。聚合物基纳米复合材料的性能不仅取决于纳米填料在聚合物基体中的分散状态,而且与纳米复合材料两相间的界面作用力密切相关。但过去20多年的研究主要集中在如何实现纳米填料在聚合物基体中的均匀分散及剥离,而聚合物基体与纳米填料界面的构建及其对材料性能的影响的研究仍然处于起步阶段。另外,添加纳米粘土到聚合物中对其力学性能影响的研究报道有很多争议性的结果。为此,本文以环氧树脂为基体,选用不同程度质子化的DMP-30为有机改性剂,构建不同的界面强度,重点研究不同界面作用力对环氧树脂/粘土纳米复合材料性能的影响。同时探究不同聚合物基体模量下,粘土对聚合物纳米复合材料力学性能的影响规律。主要研究结果如下:1、分别以部分质子化的2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(PPDMP30)和全质子化的2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(CPDMP30)作为有机修饰剂对原始粘土进行改性,通过“粘土淤浆复合法”合成了两种具有不同界面强度的橡胶态环氧树脂/粘土纳米复合材料,研究界面作用对橡胶态环氧树脂/粘土纳米复合材料性能的影响。结果表明:两种不同程度质子化的DMP30改性的粘土都能获得高度无规剥离结构。界面强度对纳米复合材料的力学性能有显着影响:PPDMP30改性粘土因保留了可参与固化反应的叔胺基团,可以在环氧树脂基体和粘土片层之间构建较强的界面作用力。粘土质量分数为2%时可使环氧树脂/粘土纳米复合材料的拉伸强度提高近300%;而全质子化的DMP30改性粘土因所构建的界面强度相对较弱只能使纳米复合材料的强度提高90%。两种有机化粘土的加入(无论界面作用力强与弱)对材料的Tg都没有明显的影响。2、选用三种长径比不同的粘土(southern-clay,长径比300-500;PGW-clay,长径比200-400;PGV-clay,长径比140-200),选用部分质子化的2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)作为有机修饰剂,合成了三种有机化粘土(S-clay、W-clay、V-clay)。通过“粘土淤浆复合法”制备了相应的环氧树脂/粘土纳米复合材料,探究粘土长径比对环氧树脂/粘土纳米复合材料性能的影响。结果显示:V-clay在环氧树脂中以插层结构存在;而S-clay及W-clay则以无规剥离结构分散在环氧树脂中。随着有机粘土含量的增加,三种环氧树脂纳米复合材料的Tg均有提高。当有机粘土质量分数为3%时,三种环氧树脂纳米复合材料(S-clay、W-clay与V-clay)的Tg分别提高了4.3℃、4.5℃、4.6℃。随有机粘土含量增加,环氧树脂/S-clay纳米复合材料的力学性能逐渐降低;添加V-clay与W-clay的环氧树脂纳米复合材料的力学性能缓慢增强。当有机粘土质量分数为3.5%时,环氧树脂/S-clay纳米复合材料拉伸强度降低16.9%;而环氧树脂/V-clay及环氧树脂/W-clay纳米复合材料拉伸强度分别提高5.4%、4.8%。3、以部分质子化的DMP-30为有机修饰剂,合成了两种有机化粘土(S-clay,V-clay),通过改变E51/PPGDGE的配比,制备一系列基体模量不同的环氧树脂/粘土纳米复合材料。系统研究了不同基体模量下,粘土对聚合物/粘土纳米复合材力学性能的影响规律。结果表明:有机化粘土对环氧树脂的增强作用随着环氧树脂模量的增加而降低,当环氧树脂的模量增至一定值时,加入粘土反而会使环氧树脂的力学性能劣化。当混合环氧树脂模量为1.89MPa、516MPa、1789MPa以及2103MPa时,质量分数为2%的S-clay使环氧树脂纳米复合材料拉伸强度增强的幅度分别为198.2%、66.3%、6.09%、-63.9%;同样质量分数的V-clay使环氧树脂纳米复合材料拉伸强度的增强幅度分别为74.8%、28.3%、11.5%、-2.1%。在不同模量的环氧树脂基体中,S-clay与V-clay对环氧树脂的增强效果不同,当环氧树脂的模量较低时(小于1200MPa),S-clay对环氧树脂的增强效果优于V-clay;当环氧树脂模量较高时(大于1200MPa),情况完全相反,V-clay对环氧树脂的增强效果优于S-clay。
倪宝健[5](2019)在《环氧树脂/二硫化钼纳米复合材料的制备及性能研究》文中研究指明二硫化钼(MoS2)作为一种类石墨烯的层状二维纳米填料,由于其超薄的纳米尺寸和优异的物理和机械性能,在聚合物基复合材料的应用中引起广泛的研究热潮。欲使聚合物/MoS2纳米复合材料实现高性能化有两个关键因素:(1)MoS2在聚合物基体中形成良好的分散状态;(2)在聚合物基体和MoS2之间构建适当的界面作用力。但因为商业化的MoS2本身为颗粒状和强化学惰性,其与聚合物基体难以实现良好的相溶,剥离后的MoS2纳米片层容易重新堆叠,且在聚合物基体中团聚现象明显,不能充分发挥MoS2的纳米尺寸效应。因此,选用适当的有机修饰剂对MoS2纳米填料进行改性,改善其与聚合物的相容性和界面作用力并采取特殊的材料制备工艺是十分必要的。本文选用环氧树脂(EP)作为基体,聚丙二醇二缩水甘油醚(PPGDGE)作为柔顺剂,通过改变二者的配比,获得不同的聚合物基体模量。采用“锂离子插层-剥离法”制备MoS2纳米片层,利用剥离后的MoS2纳米片层表面带有负电荷的特性,选用2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)和三聚氰胺(Melamine)作为有机修饰剂,部分质子化后接枝到MoS2纳米片层表面;以丙酮作为溶剂,通过溶剂置换法,保存剥离制备的MoS2和有机改性的MoS2纳米片层;通过“淤浆复合法”制备环氧树脂/二硫化钼纳米复合材料。在此基础上,探究了不同开层方法及经不同有机化处理的MoS2对纳米复合材料热/机械性能的影响。主要研究结果如下:1.采用“锂离子-插层剥离法”制备剥离型二硫化钼,同时通过对插层和剥离时间的控制,获得剥离效果不同二硫化钼片层G-MoS2和E-MoS2。通过溶剂置换法把水相二硫化钼转为有机相二硫化钼,以保持二硫化钼的剥离状态。以PPGDGE作为柔性剂(EP/PPGDGE(m/m)=60/40),采用“淤浆复合法”制备了柔性EP/MoS2纳米复合材料。研究了不同剥离类型MoS2在环氧树脂中的分散性;同时与原始MoS2对比,研究MoS2剥离前后对复合材料热性能和力学性能的影响。研究结果表明:相较于原始二硫化钼,剥离后的二硫化钼在环氧树脂基体中的分散程度提高,但G-MoS2和E-MoS2在树脂基体中仍存在明显的团聚现象;DSC测试显示原始MoS2质量分数为1.0%的EP/MoS2复合材料的Tg相比于纯环氧树脂降低3.2℃;而添加同样质量分数的G-MoS2和E-MoS2的环氧树脂纳米复合材料的Tg则分别提高了9.5℃和13.3℃。与纯树脂材料相比,含有质量分数1.0%的G-MoS2和E-MoS2的纳米复合材料的拉伸强度分别提高220%和550%。2.首先制备了一种三聚氰胺功能化的二硫化钼(M-MoS2)作为填料,采用“淤浆复合法”制备了环氧树脂(EP/PPGDGE(m/m)=55/45/MoS2纳米复合材料。FT-IR、XRD和TGA证实M-MoS2的制备成功;通过光学显微镜,XRD和TEM等表征结果显示M-MoS2在基体中的分散性明显优于原始二硫化钼;DSC测试结果表明质量分数为1.0%的MoS2可使纳米复合材料的玻璃化转变温度提高7.26℃;质量分数为0.8%的情况下,EP/M-MoS2纳米复合材料的拉伸强度和模量比纯环氧树脂分别增加了450%和400%。并且,纳米复合材料的断裂伸长率也增加了175%。这些结果可归因于M-MoS2在EP基体中具有良好的分散性和较强的界面附着力。因此,这项工作为制备高性能的EP纳米复合材料提供了一种可行的方法。3.选用DMP-30为修饰剂,对原始粘土(clay)和开层处理后的MoS2进行有机化修饰,分别制备D-clay和D-MoS2丙酮淤浆液。同时按clay/MoS2(m/m)=1:2,通过共沉法制备了,通过共沉法制备了D-clay/D-MoS2混合物。采用“淤浆复合法”工艺分别制备了EP/D-clay,EP/D-MoS2和EP/D-clay/D-MoS2三种纳米复合材料(环氧树脂基体为EP/PPGDGE(m/m)=70/30)。FT-IR、XRD和TGA测试证实了D-clay和D-MoS2的制备成功;光学显微镜、透射电镜和扫面电镜表征显示D-clay对D-MoS2在环氧树脂中分散性起到促进作用,D-clay片层分散在D-MoS2片层之间,阻碍了D-MoS2片层的团聚;DMA测试结果表明EP/D-MoS2和EP/D-clay/D-MoS2纳米复合材料的玻璃化转变温度相比纯环氧树脂聚合物分别提高了6.1℃和7.1℃。质量分数为0.8%时,D-MoS2使复合材料的拉伸强度和储能模量分别提高100%和150%;而同样D-MoS2质量分数的D-clay/D-MoS2则使复合材料的拉伸强度和储能模量分别提高了130%和200%。此种方法有效的解决了二硫化钼在基体中的团聚问题,同时也为制备制备高性能的EP纳米复合材料提供了一种可行的方法。
张英[6](2016)在《无规剥离结构环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备及性能》文中研究表明本论文研究了制约聚合物/粘土纳米复合材料研究领域发展的两个关键问题:一是如何使粘土片层以“高度无规剥离”的形式分散在聚合物基体中;二是如何在聚合物基体与粘土片层之间构建较强的界面作用力。(1)以环氧树脂/粘土体系为研究对象,提出了一种制备聚合物/粘土纳米复合材料的新方法,即“粘土-淤浆复合法”。该方法通过选择带有特殊官能团的有机修饰剂改性粘土,采用“粘土-丙酮淤浆”直接与环氧树脂复合,实现粘土片层在固化反应之前在环氧预聚体中剥离,制备出高度无规剥离结构的环氧树脂/粘土纳米复合材料。(2)用X射线衍射(XRD)跟踪环氧树脂基纳米复合材料制备的各个阶段,结合透射电镜(TEM)观察,阐明有机修饰剂的种类对所形成的纳米复合材料微观结构的影响及粘土片层在环氧树脂中高度无规剥离的机理。2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)及Jeffamine 230(D230)带有强吸水性且与环氧预聚体有良好的相容性且具有反应性的官能团,用它们改性的MMT实现了在固化反应之前在环氧预聚体中的无规剥离,制备出高度无规剥离结构纳米复合材料;氯化胆碱(CC)具有较强的吸水性但与环氧树脂的相容性一般,所制备的纳米复合材料为插层与剥离混合结构;憎水性的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)及十八烷胺(ODA)与环氧树脂预聚体相容性较差,形成插层结构的纳米复合材料。(3)研究有机修饰剂的种类对环氧树脂纳米复合材料热性能、摩擦性能以及弯曲性能的影响。结果表明:由带有反应性官能团的修饰剂DMP-30和D230改性的MMT制备的复合材料性能优于非反应性的修饰剂(CTAB和ODA)改性MMT制备的复合材料,而能与基体形成氢键的修饰剂(CC)的改性MMT制备的复合材料性能则处于两者之间。(4)采用带有羟基的CC作为有机修饰剂改性蒙脱土,以叔胺为催化剂,实现了环氧树脂基体与MMT之间的化学反应,在环氧树脂基体与蒙脱土片层之间建立了较强的界面作用力,使环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的玻璃化转变温度提高了13℃,拉伸强度提高了近160%。
刘燕[7](2011)在《离子液体型累托石/环氧树脂插层纳米复合材料的研究》文中认为采用热稳定性高的离子液体1-十六烷基-3-甲基-咪唑溴盐([C16mim]Br)替代传统的烷基铵盐为改性剂,用直接研磨法和溶液法(水和甲苯为溶剂)制备了离子液体型有机累托石(OREC)。通过元素分析法考察了溶液法中反应条件对累托石离子交换量的影响。用红外光谱(FTTR)、X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和热失重(TG)对OREC的结构和性能进行了表征。选用2-乙基-4-甲基咪唑(2-E-4-MI)和桐油酸酐(TOA)两种不同类型固化剂,通过熔融插层法制备了两系列有机累托石/环氧树脂(OREC/EP)插层纳米复合材料。通过XRD、扫描电镜(SEM)、TEM、拉伸弯曲试验和差热(TG-DSC)分析对复合材料的微观结构、力学性能和耐热性能进行了研究。采用DSC非等温法对酸酐固化体系的固化动力学过程进行了估测。采用旋转流变仪对酸酐固化体系的流变性能进行了研究。实验结果表明:(1)累托石有机化的最佳条件为:以水为溶剂时,配比[C16mim]Br /REC为1.5:1,制浆浓度5%,温度50℃,反应时间4 h,pH值9~11;以甲苯为溶剂时,配比[C16mim]Br /REC为1.5:1,溶剂量50 mL,温度50℃,反应时间2 h。XRD结果表明,在水和甲苯中制得的两种有机累托石层间距分别由2.23 nm扩大到3.14 nm和3 nm。研磨法改性累托石的层间距扩大到3.003 nm。TG分析表明,经有机改性后,累托石表面由亲水性变为疏水性,对自由水的吸附能力降低,热稳定性提高。在甲苯和水中制得的OREC热分解温度分别比以十六烷基三甲基溴化铵改性制得的OREC高121.5℃和71℃。(2) XRD和TEM表明,以2-E-4-MI为固化剂时,只能形成插层型纳米复合材料;以TOA为固化剂时,OREC在较低含量时易在环氧树脂基体中形成剥离型纳米复合材料。力学性能测试表明,2-E-4-MI固化体系中,OREC含量为3 %时,复合材料的具有最佳力学性能。与纯EP固化物相比,复合材料的拉伸强度提高了31.1 %;弯曲强度提高了15.25 %。TOA固化体系中,当累托石含量为2 %时,复合材料的综合力学性能最好。其拉伸强度提高了60.3 %;弯曲强度提高了26.7 %。TG-DSC测试表明,2-E-4-MI固化体系中,OREC含量越高,复合材料热分解温度越高,OREC含量为5%,复合材料的的热分解温度Td比纯EP提高了16.6℃。TOA固化体系中,当累托石含量为2 %时,复合材料热分解温度提高了14℃,玻璃化转变温度提高了5.7℃。(3) Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa方程计算结果表明,OREC的加入可降低酸酐固化体系的固化反应活化能和频率因子,说明有机累托石的加入对酸酐/环氧树脂体系的固化反应有一定促进作用。Crane方程计算出不同OREC含量的固化体系的固化反应级数为0.92~0.93,说明酸酐固化体系的固化反应不是简单的一元反应,OREC的加入并不改变固化反应机理。(4) Roller半经验模型分析结果表明,随着OREC含量增加,体系的粘流活化能逐渐增大。在不同温度下,不同OREC含量的树脂的黏度均呈现明显的非牛顿性。在相同温度下,OREC含量越高,体系粘度增加幅度越大。说明OREC对固化体系起到了一定促进作用。
林森[8](2010)在《环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的压力诱导流动成型》文中提出环氧树脂具有优异的粘接性、力学性能、化学稳定性等优点,被广泛应用于涂料、粘合剂和电子电气等方面。由于韧性较差,近年来有多种方法改性环氧树脂来提高它的韧性。本文通过蒙脱土与环氧树脂的混合,使之形成插层型或剥离型的纳米复合材料,再对复合材料进行压力诱导流动成型(PIF),采用一系列的测试方法,如DSC,XRD,TEM,SEM,DMA及力学性能测试等,对环氧树脂/蒙脱土复合材料的性能进行了测试,并对压力诱导流动成型处理的样品与未处理样品进行了对比。固化动力学分析表明复合材料的固化温度均低于纯环氧树脂,蒙脱土的引入使固化体系的活化能降低,蒙脱土中的羟基起促进作用,低温下反应速率加快。等温DSC分析得到热力学参数k1、k2、m和n,固化度在0.1~0.2之间,固化反应速率达到最大值,并计算活化能E1和E2,证实了蒙脱土的酸催化作用。通过机械力、超声分散作用和固化过程放出的热量导致环氧树脂/蒙脱土复合材料中蒙脱土的层间距增大。TEM照片显示蒙脱土片层间距在20~35nm之间,形成了部分剥离、部分插层型的纳米复合材料,经过压力诱导成型后蒙脱土沿流动方向发生取向,形成平行有序的层状结构。随着蒙脱土含量的增大,拉伸、杨氏模量和冲击强度先增大后减小,其中在4~6wt.%左右达到最大,蒙脱土剥离后起到了增强增韧的作用。而经PIF处理的纳米复合材料的力学性能明显得到提高,包括拉伸强度。经过压力诱导成型后,材料具有规整排列的片层结构,在变形率为200~250%,施压前固化时间为10~11小时可以得到最佳的力学性能。未改性环氧树脂材料的断裂是脆性断裂;复合材料的冲击断口SEM图中能看出基体产生了一定的塑性变形,但是断面显得松软而纹路散乱;经过PIF成型后断面呈规整的山脊状花纹,具有韧性断裂的特征。DMA分析发现,蒙脱土的加入使材料玻璃化转变温度降低,其中在浓度为5wt.%时玻璃化转变温度降到最低,并且复合材料的储能模量相对于纯环氧树脂更大。对比经过PIF处理的复合材料的DMA图,它们具有更高的储能模量,并且储能模量下降幅度更小,说明经PIF处理的复合材料有更优异的耐热性和力学性能。
孔振兴[9](2009)在《FRCR/LS纳米复合材料的制备、结构、性能及分散行为》文中认为为提高自由基固化树脂(FRCR)的性能,扩展其用途,选择邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)及乙烯基酯树脂(VER)为基体,分别加入有机层状硅酸盐(OLS),进行了纳米改性的研究。主要工作及结论如下:(1)利用两种无机层状硅酸盐(LS):钠蒙脱石(Na-MMT)及钙累托石(Ca-REC)通过阳离子交换反应制备了有机蒙脱石(OMMT)及有机累托石(OREC)。测试结果表明,有机层状硅酸盐(OLS)的IR谱图显示有机基团的信息,层间距变大,200℃以前的热稳定性增加。(2)分别利用四种OLS通过原位聚合的方法,制备DAP基及VER基纳米复合材料,XRD及TEM测试表明,DAP/OMMT纳米复合材料具有有序插层结构,DAP/OREC形成以插层为主、有一定程度剥离的结构,而四种VER/OLS纳米复合材料均具有以剥离为主的结构。长链有机插层剂的结构对DAP基纳米复合材料的结构类型无重要影响,但影响微米尺度上插层团聚体的大小及分布。(3) DAP/OLS纳米复合材料的弯曲强度及冲击强度随OLS含量的增加均有一最大值,而弯曲模量的变化与无机土的类型有关,加入OLS也可提高DAP/OLS纳米复合材料的动态贮存模量及玻璃化转变温度。对VER/OLS纳米复合材料,如果按通常的固化方法,纳米复合材料的弯曲强度随OLS含量的增加而下降,弯曲模量仅有少量增加并且反应体系的凝胶时间变长、固化后聚合物的不溶分数降低、固化材料的玻璃化转变温度下降。加入中温引发剂BPO并改变固化历程,可提高纳米复合材料的固化度,因而弯曲模量及动态贮存模量进一步提高,弯曲强度及玻璃化转变温度也可增加到分别高于VER基体的弯曲强度及玻璃化转变温度。冲击强度随OLS含量的增加而下降。(4) DAP/OLS纳米复合材料的热稳定性随OLS含量的增加而降低,而VER基纳米复合材料的热稳定性能优于VER基体。两种基体的粘土纳米复合材料的热稳定性能均受插层剂结构及无机土类型的影响。(5)OLS加入到DAP中使反应体系的凝胶时间延长(MHAB-MMT反应体系除外),DSC曲线呈现两个放热峰,总活化能增加,固化度稍微降低,表明OLS对反应有一定阻碍作用。但加入OLS对DAP单体的凝胶转化率、固化物中聚合物的不溶分数、预聚物的分子量及分子量分布、碘值无明显影响,这表明OLS不改变DAP聚合的机理。(6)系统地研究了插层剂结构、聚合物及单体极性、交联、聚合热对FRCR/LS纳米复合材料微观结构的影响。结果发现,插层剂的作用是扩大层间距以利单体插入,对纳米复合材料的微观结构无重要影响。另外,聚合物及单体极性也不是影响粘土片层在DAP及通用VER树脂中剥离的重要因素。只有当凝胶前反应产生的热量足以驱动MMT片层剥离时才能制备剥离结构的纳米复合材料。在此基础上,提出一个原位聚合制备FRCR/LS纳米复合材料时,LS在FRCR基体中的分散过程模型,其要点是:1)单体或液态分子的插层过程可以分为初次插层及后续插层两个过程;2)初次插层后OLS的层间距主要受单体极性控制,后续插层由化学反应驱动,凝胶可能影响后续插层过程;3)只有当后续插层能顺利进行,并使层间距达到8 nm以上时,才能制备具有剥离结构的纳米复合材料。(7)利用四种OLS改性DAP基单向纤维层合板,发现OLS对沿纤维方向的弯曲性能无明显影响,层间剪切及压缩强度与插层剂及无机土类型有关,当OLS含活性插层剂或有一定剥离时,层间剪切强度及偏轴压缩强度增加比较明显,这与基体性能的提升及基体与玻璃纤维两相界面黏结性能的改善有关。
于柱[10](2009)在《有机/无机纳米复合改性环氧树脂研究》文中研究表明环氧树脂作为热固性树脂的典型代表,优良的综合性能使其得到了广泛的应用。但环氧树脂固化物存在着脆性较大、耐冲击性差的缺点,限制了其在更高要求方面的应用。本文在总结了国内外环氧树脂研究现状的基础上,采用有机粘土和橡胶对环氧树脂进行了复合改性。首先,通过正交实验确定了甲基四氢苯酐固化体系的最佳固化工艺。在此基础之上,对不同类型的粘土及其含量对复合材料性能的影响进行了研究,结果表明:使用插层剂对固化反应有促进作用的有机粘土DK18可以使复合材料的综合性能有较大的提高,且在含量为6phr时综合性能最佳,冲击强度、弯曲强度、弯曲模量和热变形温度相对于纯环氧分别提高了22.65%、18.11%、26.63%和7.8℃。利用有机粘土DA对环氧树脂进行改性,当含量为8phr时使复合材料的综合性能达到最佳,冲击强度、弯曲强度、弯曲模量和热变形温度相对于纯环氧分别提高了31.81%、12.96%、10.36%和13.1℃。在上述研究的基础上,结合对橡胶增韧环氧树脂体系的研究,研究了橡胶/粘土协同增韧环氧树脂的效果。结果表明:利用橡胶和有机粘土DA两者之间的反应性,可以明显提高材料的综合性能,其改性效果要好于普通橡胶和粘土对环氧的协同改性效果。同时应用DA与CTBN协同改性环氧时存在最佳配比关系,即100:8:15,在最佳配比条件下改性得到的三元复合材料的冲击强度、弯曲强度、弯曲模量和热变形温度相对于纯环氧分别提高了94.95%,5.55%,9.76%和3.7℃。
二、插层聚合制备粘土/环氧树脂纳米复合材料过程中粘土剥离行为的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、插层聚合制备粘土/环氧树脂纳米复合材料过程中粘土剥离行为的研究(论文提纲范文)
(1)界面强度对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
第一章 文献综述 |
1.1 纳米复合材料 |
1.2 聚合物/粘土纳米复合材料 |
1.2.1 粘土的结构 |
1.2.2 粘土的有机化改性 |
1.2.3 聚合物/粘土纳米复合材料的分类及结构 |
1.2.4 聚合物/粘土纳米复合材料制备方法 |
1.2.5 聚合物基纳米复合材料中的界面作用力 |
1.3 环氧树脂基纳米复合材料 |
1.3.1 环氧树脂简介 |
1.3.2 环氧树脂改性 |
1.3.3 环氧树脂基粘土纳米复合材料的性能研究 |
1.3.4 有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料的性能研究 |
1.4 本论文研究内容及意义 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原料及实验仪器 |
2.2 粘土淤浆复合法 |
2.3 环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备 |
2.3.1 有机化粘土的制备 |
2.3.2 环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备 |
2.4 实验表征与测试条件 |
第三章 反应型有机粘土对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学性能的影响 |
3.1 有机修饰剂的合成路线 |
3.2 纳米复合材料的微观形态结构(TEM) |
3.3 X射线衍射(XRD) |
3.4 成功制备反应型BBDMP30-clay的佐证 |
3.5 反应型有机粘土对纳米复合材料拉伸性能的影响 |
3.6 反应型有机粘土对纳米复合材料热机械性能的影响 |
3.7 小结 |
第四章 催化作用对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学性能的影响 |
4.1 纳米复合材料的微观形态结构(TEM) |
4.2 X射线衍射(XRD) |
4.3 催化作用对纳米复合材料拉伸性能的影响 |
4.4 催化作用对纳米复合材料热机械性能的影响(DMA) |
4.5 小结 |
第五章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
硕士期间发表的学术成果 |
(2)环氧树脂/粘土纳米复合材料界面强度的调控及其对性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
第一章 文献综述 |
1.1 聚合物基纳米复合材料 |
1.2 聚合物/粘土纳米复合材料 |
1.3 环氧树脂基纳米复合材料 |
1.4 课题的研究背景、内容和意义 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验药品 |
2.2 实验仪器 |
2.3 实验表征与测试条件 |
第三章 反应型有机粘土对环氧/纳米复合材料性能的影响 |
3.1 有机修饰剂的制备 |
3.2 有机粘土的制备 |
3.3 环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备 |
3.4 红外光谱(FI-IR) |
3.5 热失重分析(TGA) |
3.6 纳米复合材料的微观形态结构(TEM) |
3.7 X射线衍射(XRD) |
3.8 增加固化剂用量拉伸对比 |
3.9 有机粘土对纳米复合材料力学性能的影响 |
3.10 粘土纳米复合材料的热机械性能 |
3.11 小节 |
第四章 不同界面作用力对环氧/纳米复合材料性能的影响 |
4.1 有机化修饰剂的制备 |
4.2 有机粘土的制备 |
4.3 环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备 |
4.4 红外光谱(FI-IR) |
4.5 核磁共振谱 |
4.6 热失重分析(TGA) |
4.7 纳米复合材料的微观形态结构(TEM) |
4.8 X射线衍射(XRD) |
4.9 修饰剂对纳米复合材料力学性能的影响 |
4.10 修饰剂对纳米复合材料热机械性能的影响(DMA) |
4.11 小节 |
第五章 同种界面力不同界面强度对环氧/纳米复合材料性能的影响 |
5.1 有机化修饰剂的制备 |
5.2 有机粘土的制备 |
5.3 环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备 |
5.4 红外光谱(FI-IR) |
5.5 核磁共振谱 |
5.6 热失重分析(TGA) |
5.7 纳米复合材料的微观形态结构(TEM) |
5.8 X射线衍射(XRD) |
5.9 修饰剂对纳米复合材料力学性能的影响 |
5.10 修饰剂对纳米复合材料热机械性能的影响(DMA) |
5.11 小节 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
(3)多触角AABT-g-PMMA杂化材料的制备及其改性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 粘土/聚合物纳米复合材料的研究进展 |
1.1.1 膨润土的结构 |
1.1.2 膨润土的改性 |
1.1.3 粘土/聚合物复合材料的结构 |
1.1.4 粘土/聚合物复合材料的制备方法 |
1.1.5 粘土/聚合物复合材料的应用 |
1.2 PMMA/粘土纳米复合材料的研究进展 |
1.3 脆性聚合物改性的研究进展 |
1.4 本论文的研究内容和创新点 |
第二章 多触角AABT/PMMA纳米杂化材料的制备及其在油水分离中的应用 |
2.1 实验原理 |
2.2 主要试剂和仪器设备 |
2.3 实验步骤 |
2.3.1 膨润土的活化及碱性钙基膨润土的制备 |
2.3.2 丙烯酸膨润土的制备 |
2.3.3 多触角AABT-g-PMMA改性土的制备 |
2.3.4 多触角AABT-g-PMMA杂化材料的制备 |
2.3.5 疏水亲油膜的制备 |
2.3.6 工艺流程图与装置图 |
2.4 材料结构的表征与测试 |
2.5 实验结果与讨论 |
2.5.1 多触角AABT-g-PMMA改性土的表征 |
2.5.2 多触角AABT-g-PMMA杂化材料的形貌观察 |
2.5.3 热稳定性分析 |
2.6 多触角AAJBT-g-PMMA杂化材料涂覆膜的疏水及稳定性能分析 |
2.6.1 接触角测定 |
2.6.2 多触角AABT/PMMA杂化材料的溶胀测试 |
2.6.3 研究了膜表面在各种苛刻环境下的润湿性能 |
2.6.4 疏水性测试 |
2.6.5 耐压能力测试 |
2.6.6 耐磨性测试 |
2.7 重力驱动的油水分离实验 |
2.8 不锈钢网膜具有疏水亲油性的机理探讨 |
2.9 本章小结 |
第三章 TPU改性多触角AABT-g-PMMA聚合物的制备及形状记忆研究 |
3.1 实验材料与设备 |
3.1.1 此次试验中所需要的主要试剂 |
3.2 TPU/AABT-g-PMMA复合材料的制备及原理 |
3.2.1 TPU/AABT-g-PMMA复合材料的制备 |
3.2.2 TPU/AABT-g-PMMA复合材料的制备原理 |
3.2.3 样品的表征与测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 SEM、EDAS分析 |
3.3.2 热稳定性分析 |
3.3.3 红外分析 |
3.3.4 透光率测试 |
3.3.5 化学稳定性分析 |
3.3.6 静态力学性能分析 |
3.3.7 流变性能分析 |
3.4 形状记忆性能测试 |
3.5 本章小结 |
第四章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
(4)环氧树脂/粘土纳米复合材料结构与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
第1章 综述 |
1.1 聚合物基纳米复合材料 |
1.2 聚合物/粘土纳米复合材料 |
1.2.1 粘土结构与有机改性 |
1.2.2 聚合物/粘土纳米复合材料的分类及结构 |
1.2.3 聚合物/粘土纳米复合材料的制备方法 |
1.2.4 聚合物/粘土纳米复合材料的表征方法 |
1.3 环氧树脂/粘土纳米复合材料 |
1.3.1 有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料结构的影响 |
1.3.2 粘土的种类对环氧树脂/粘土纳米复合材料结构与性能的影响。 |
1.3.3 柔性与刚性环氧树脂/粘土纳米复合材料的热/力学性能。 |
1.3.4 环氧树脂/粘土纳米复合材料的应用前景 |
1.4 本课题研究目标及研究内容 |
1.4.1 本论文工作的目的及意义 |
1.4.2 本论文的研究内容 |
第2章 环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备 |
2.1 实验原料及实验仪器 |
2.2 实验过程 |
2.2.1 几种有机改性粘土的制备 |
2.2.2 环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备 |
2.3 结构表征与性能试验 |
第3章 界面作用对环氧树脂/粘土纳米复合材料性能的影响 |
3.1 纳米复合材料的微观形态结构 |
3.2 X射线衍射分析 |
3.3 成功制备反应型PPDMP-clay的佐证 |
3.4 界面作用对纳米复合材料力学性能的影响 |
3.5 界面作用对纳米复合材料热机械性能的影响 |
3.6 小结 |
第4章 粘土的长径比对环氧树脂纳米复合材料热/力学性能的影响 |
4.1 纳米复合材料的微观形态结构 |
4.2 X射线衍射分析 |
4.3 刚性环氧树脂/粘土纳米复合材料的热机械性能 |
4.4 粘土长径比对纳米复合材料力学性能的影响 |
4.5 小结 |
第5章 不同环氧树脂基体模量,粘土对环氧树脂纳米复合材料力学性能的影响 |
5.1 纳米复合材料的微观形态结构 |
5.2 X射线衍射分析 |
5.3 环氧树脂/粘土纳米复合材料的热机械性能 |
5.4 环氧树脂/粘土纳米复合材料的力学性能 |
5.5 小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
在读硕士期间发表和收录的文章 |
(5)环氧树脂/二硫化钼纳米复合材料的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略语中英文对照表 |
第一章 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 环氧树脂简介 |
1.3 二硫化钼简介 |
1.4 纳米材料及纳米复合材料 |
1.4.1 纳米材料 |
1.4.2 纳米复合材料 |
1.4.3 聚合物基纳米复合材料 |
1.5 聚合物/二硫化钼纳米复合材料的研究现状 |
1.6 本课题的研究思路、研究内容以及研究意义 |
第二章 实验原料与仪器 |
2.1 实验试剂 |
2.2 实验仪器 |
2.3 实验表征及测试条件 |
2.3.1 FT-IR测试 |
2.3.2 X-射线衍射 |
2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
2.3.4 热失重分析(TGA) |
2.3.5 差示扫描量热分析(DSC) |
2.3.6 动态热机械分析(DMA) |
2.3.7 扫面电子显微镜(SEM) |
2.3.8 光学显微镜分析 |
2.3.9 力学性能测试 |
第三章 环氧树脂/剥离型二硫化钼纳米复合材料的制备与性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 二硫化钼的剥离 |
3.2.2 环氧树脂/二硫化钼复合材料的制备 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 二硫化钼纳米片层分散液宏观分析 |
3.3.2 X-射线衍射分析表征结果分析 |
3.3.3 扫描电子显微镜表征结果分析 |
3.3.4 光学显微镜表征结果分析 |
3.3.5 DSC结果分析 |
3.3.6 TGA结果分析 |
3.3.7 拉伸试样结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 界面作用对柔性环氧树脂/二硫化钼纳米复合材料性能的影响 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 二硫化钼的剥离 |
4.2.2 三聚氰胺改性二硫化钼 |
4.2.3 柔性EP/M-MoS_2纳米复合材料的制备 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 M-MoS_2 的表征 |
4.3.2 复合材料的形态结构 |
4.3.3 复合材料的热机械性能 |
4.3.4 复合材料的力学性能 |
4.4 本章小结 |
第五章 粘土助二硫化钼分散及纳米复合材料的制备和性能研究 |
5.1 前言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 二硫化钼的剥离 |
5.2.2 D-MoS_2 的制备 |
5.2.3 D-clay的制备 |
5.2.4 D-clay/D-MoS_2 的制备 |
5.2.5 纳米复合材料的制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 红外分析表征结果分析 |
5.3.2 热失重分析表征结果分析 |
5.3.3 X-射线衍射分析表征结果分析 |
5.3.4 光学显微镜表征结果分析 |
5.3.5 透射电镜表征结果分析 |
5.3.6 扫描电镜表征结果分析 |
5.3.7 纳米复合材料动态力学分析(DMA) |
5.3.8 拉伸试样结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(6)无规剥离结构环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备及性能(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 综述 |
1.1 纳米复合材料 |
1.2 聚合物/粘土纳米复合材料 |
1.2.1 粘土的结构及有机修饰 |
1.2.2 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的结构 |
1.2.3 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备方法 |
1.2.4 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的表征 |
1.3 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料 |
1.3.1 环氧树脂改性方法 |
1.3.2 固化剂及固化条件对环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料结构的影响 |
1.3.3 有机修饰剂对环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料结构的影响 |
1.3.4 蒙脱土对环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的影响 |
1.3.5 制备工艺对环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料结构的影响 |
1.3.6 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料界面作用的研究 |
1.3.7 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的性能研究 |
1.4 课题的来源及研究的背景和意义 |
1.5 论文的主要内容 |
第二章 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备 |
2.1 实验原料及实验仪器 |
2.2 环氧树脂/蒙脱土复合材料的制备工艺 |
2.3 结构表征及性能测试 |
第三章“蒙脱土-丙酮淤浆复合法”制备工艺 |
第四章 有机修饰剂的性质对环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料结构的影响及剥离机理 |
4.1 有机修饰剂的亲水性 |
4.2 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的结构 |
4.2.1 环氧树脂/CTAB-MMT复合材料的结构 |
4.2.2 环氧树脂/ODA-MMT复合材料的结构 |
4.2.3 环氧树脂/DMP-MMT复合材料的结构 |
4.2.4 环氧树脂/D230-MMT复合材料的结构 |
4.2.5 环氧树脂/CC-MMT复合材料的结构 |
4.3 用XRD跟踪蒙脱土在环氧树脂中的剥离过程 |
4.3.1 CTAB-MMT在复合材料中的剥离过程 |
4.3.2 ODA-MMT在复合材料中的剥离过程 |
4.3.3 DMP-MMT在复合材料中的剥离过程 |
4.3.4 D230-MMT在复合材料中的剥离过程 |
4.3.5 CC-MMT在复合材料中的剥离过程 |
4.4 剥离机理研究 |
4.4.1 有机修饰剂对环氧树脂固化反应的催化作用 |
4.4.2 蒙脱土片层在环氧树脂中的剥离机理 |
4.5 小结 |
第五章 有机修饰剂对环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料性能的影响 |
5.1 对热性能的影响 |
5.1.1 CTAB修饰的蒙脱土制备纳米复合材料的热性能 |
5.1.2 ODA修饰的蒙脱土制备纳米复合材料的热性能 |
5.1.3 DMP-30 修饰的粘蒙脱土制备纳米复合材料的热性能 |
5.1.4 D230修饰的蒙脱土制备纳米复合材料的热性能 |
5.1.5 CC修饰的蒙脱土制备纳米复合材料的热性能 |
5.2 对摩擦性能的影响 |
5.3 对力学性能的影响 |
5.4 小结 |
第六章 界面作用对环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料性能的影响 |
6.1 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的结构 |
6.1.1 复合材料的结构测试分析 |
6.1.2 热失重分析 |
6.1.3 流变性能测试 |
6.2 对热性能的影响 |
6.3 对力学性能的影响 |
6.4 小结 |
第七章 结论、创新点和展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(7)离子液体型累托石/环氧树脂插层纳米复合材料的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 第一章绪论 |
1.1 聚合物/粘土纳米复合材料简介 |
1.1.1 聚合物/粘土纳米复合材料的特点 |
1.1.2 聚合物/粘土纳米复合材料的种类 |
1.1.3 聚合物/粘土纳米复合材料的制备方法 |
1.2 环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究进展 |
1.2.1 环氧树脂的结构与种类 |
1.2.2 固化剂种类与固化工艺 |
1.2.3 有机粘土的种类 |
1.2.4 制备方法 |
1.3 累托石及其有机改性 |
1.3.1 累托石的分布及结构组成 |
1.3.2 累托石的理化特征 |
1.3.3 累托石的有机改性 |
1.4 纳米粘土改性环氧树脂存在的问题 |
1.5 本文的研究意义和主要内容 |
1.5.1 本文的研究意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
2 第二章离子液体型累托石的制备及表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 实验原理 |
2.2.4 实验步骤 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 水溶液中反应条件对累托石改性效果的影响 |
2.3.2 甲苯中反应条件对累托石阳离子交换量的影响 |
2.3.3 有机累托石的结构分析 |
2.3.4 有机累托石的热失重分析 |
2.4 结论 |
3 第三章有机累托石/环氧树脂纳米复合材料的制备与性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 实验原理 |
3.2.4 实验步骤 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 复合材料结构分析 |
3.3.2 复合材料性能分析 |
3.4 结论 |
4 第四章有机累托石/环氧树脂/桐油酸酐复合材料的固化动力学研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验方法 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 实验原理 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 不同体系DSC 非等温数据处理 |
4.3.2 固化动力学参数计算 |
4.4 小结 |
5 第五章有机累托石/环氧树脂/桐油酸酐复合材料的流变性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验方法 |
5.2.2 实验仪器 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 动态粘度分析 |
5.3.2 等温粘度分析 |
5.3.3 Roller 半经验模型 |
5.3.4 变剪切速率下黏度分析 |
5.4 结论 |
6 第六章结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(8)环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的压力诱导流动成型(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1.绪论 |
1.1 环氧树脂 |
1.1.1 环氧树脂改性的研究进展 |
1.1.2 环氧树脂的增韧方法 |
1.2 蒙脱土 |
1.2.1 蒙脱土的结构 |
1.2.2 蒙脱土的有机化处理 |
1.2.3 聚合物/粘土纳米复合材料的类型 |
1.2.4 聚合物/粘土纳米复合材料的制备方法 |
1.2.5 环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究现状 |
1.3 纳米粒子增韧机理 |
1.4 影响粘土在环氧树脂体系中插层/剥离的因素 |
1.4.1 插层热力学分析 |
1.4.2 插层动力学分析 |
1.4.3 主要影响因素 |
1.5 本论文的主要研究内容 |
2.实验部分 |
2.1 实验原料 |
2.2 样品制备 |
2.3 性能测试及表征 |
3.结果与讨论 |
3.1 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的固化动力学研究 |
3.1.1 非等温DSC分析 |
3.1.2 等温DSC分析 |
3.2 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的XRD分析 |
3.3 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的结构 |
3.4 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的力学性能分析 |
3.4.1 拉伸强度测试 |
3.4.2 冲击强度测试 |
3.5 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的动态力学分析 |
4.结论 |
参考文献 |
已发表的学术论文 |
致谢 |
(9)FRCR/LS纳米复合材料的制备、结构、性能及分散行为(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的概念及组成 |
1.1.1 聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料 |
1.1.2 天然层状硅酸盐 |
1.1.3 天然LS的有机化改性 |
1.1.4 聚合物基体 |
1.1.5 PLS纳米复合材料的微观结构 |
1.2 PLS纳米复合材料的制备 |
1.2.1 原位聚合法 |
1.2.2 聚合物直接插层法 |
1.3 PLS纳米复合材料的结构表征 |
1.3.1 XRD |
1.3.2 TEM |
1.3.3 固体NMR |
1.3.4 其他手段 |
1.4 PLS纳米复合材料的性能 |
1.4.1 力学性能 |
1.4.2 热稳定性 |
1.4.3 阻燃性能 |
1.4.4 阻隔性能 |
1.4.5 其他性能 |
1.5 热固性树脂/粘土纳米复合材料的研究现状 |
1.5.1 EPR/CIay纳米复合材料 |
1.5.2 其他非自由基固化树脂/粘土纳米复合材料 |
1.5.3 自由基固化树脂/粘土纳米复合材料 |
1.6 本课题的提出、研究思路、及创新点 |
1.6.1 本课题的提出 |
1.6.2 本课题的研究思路及主要内容 |
1.6.3 本论文的创新点 |
第2章 LS的有机化及表征 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 药品及试剂 |
2.1.2 LS的有机化改性 |
2.1.3 测试与仪器 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 表面活性剂的选择 |
2.2.2 OLS的FT-IR分析 |
2.2.3 OLS的TG分析 |
2.2.4 OLS的XRD分析 |
2.2.5 阳离子交换条件对OLS层间距的影响 |
2.3 本章小结 |
第3章 FRCR/LS纳米复合材料的结构与性能 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 实验原料 |
3.1.2 DAP基纳米复合材料的制备 |
3.1.3 VER基纳米复合材料的制备及不溶分数的测定 |
3.1.4 仪器和测试 |
3.2 结果和讨论 |
3.2.1 OLS纳米复合材料的XRD分析 |
3.2.2 OLS纳米复合材料的TEM分析 |
3.2.3 DAP/OLS纳米复合材料的弯曲性能 |
3.2.4 VER/OLS纳米复合材料的弯曲性能 |
3.2.5 DAP/OLS纳米复合材料的冲击性能 |
3.2.6 VER/OLS纳米复合材料的冲击性能 |
3.2.7 有关有机粘土增韧作用的进一步讨论 |
3.2.8 DAP/OLS纳米复合材料的DMA测试 |
3.2.9 VER/OLS纳米复合材料的DMA测试 |
3.2.10 DAP/OLS纳米复合材料的TG测试 |
3.2.11 VER/OLS纳米复合材料的TG测试 |
3.3 本章小结 |
第4章 OLS对DAP固化反应的影响 |
4.1 实验部分 |
4.1.1 实验原料 |
4.1.2 预聚液的制备 |
4.1.3 DAP/OLS混合物的制备及DAP转化率的测定 |
4.1.4 DAP/OLS混合物中DAP预聚体的分离 |
4.1.5 DAP/OLS纳米复合材料中聚合物不溶分数的测定 |
4.1.6 DAP预聚物双键含量的测定 |
4.1.7 仪器和测试 |
4.2 结果和讨论 |
4.2.1 DAP单体及其自由基加聚反应机理介绍 |
4.2.2 OLS对DAP自由基固化凝胶时间的影响 |
4.2.3 OLS对凝胶点转化率及DAP预聚物性能的影响 |
4.2.4 FT-I R分析 |
4.2.5 非等温DSC研究DAP/OLS反应体系的固化过程 |
4.3 本章小结 |
第5章 OLS在FRCR中的分散行为研究 |
5.1 实验部分 |
5.1.1 实验原料 |
5.1.2 插层剂DHD及APID的合成 |
5.1.3 本体聚合制备纳米复合材料 |
5.1.4 CCI_4溶液中预聚合制备DAP/DK2纳米复合材料 |
5.1.5 测试与表征 |
5.2 理论及计算 |
5.2.1 溶度参数 |
5.2.2 单体的偶极矩及计算方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 插层剂结构及复合材料的XRD分析 |
5.3.2 插层剂的作用 |
5.3.3 聚合物溶度参数对纳米复合材料结构的影响 |
5.3.4 单体或液态树脂极性对纳米复合材料结构的影响 |
5.3.5 凝胶化对层间距的影响 |
5.3.6 利用链转移剂推迟凝胶点以促进MMT剥离 |
5.3.7 调整VER树脂中St的含量考察单体极性及交联作用对纳米结构的双重影响 |
5.3.8 聚合热的影响 |
5.3.9 OLS在原位聚合过程中的分散过程模型 |
5.3.10 CC 14溶液中预聚合制备剥离结构的DAP/DK2纳米复合材料 |
5.4 本章小结 |
第6章 LS在纤维复合材料上的应用:OLS对DAP基单向玻璃纤维层合板力学性能的影响 |
6.1 实验部分 |
6.1.1 实验原料及单向玻璃纤维层合板的制备 |
6.1.2 层合板树脂含量及力学性能的测定 |
6.1.3 层合板断面SEM形貌观察 |
6.2 结果与讨论 |
6.2.1 单向纤维层合板沿纤维方向的弯曲性能 |
6.2.2 单向纤维层合板层间剪切强度 |
6.2.3 单向纤维层合板的偏轴压缩强度 |
6.2.4 层合板沿纤维方向断面SEM分析 |
6.3 本章小结 |
第7章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
(10)有机/无机纳米复合改性环氧树脂研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 环氧树脂简介 |
1.2.1 环氧树脂的特点及其应用 |
1.2.2 环氧树脂国内外研究现状 |
1.3 聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料 |
1.3.1 蒙脱土的矿物特征和结构 |
1.3.2 蒙脱土的有机化 |
1.3.3 聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法 |
1.3.4 聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料种类 |
1.3.5 聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的插层热力学和动力学分析 |
1.3.6 聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的研究现状 |
1.3.7 聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的性能特点及应用前景 |
1.4 环氧树脂/层状硅酸盐纳米复合材料 |
1.4.1 环氧树脂/层状硅酸盐纳米复合材料的制备 |
1.4.2 环氧树脂/层状硅酸盐纳米复合材料的增韧机理 |
1.4.3 影响粘土在环氧体系中插层/剥离的因素 |
1.4.4 环氧树脂/层状硅酸盐纳米复合材料的研究现状 |
1.4.5 环氧树脂/粘土纳米复合材料前景与展望 |
1.5 本文研究目的及意义 |
第2章 环氧树脂固化工艺的探索和优化 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 环氧树脂固化物样品的制备 |
2.2.4 样品的力学性能测试 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.4 本章小结 |
第3章 环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 有机粘土的制备 |
3.2.4 环氧树脂/粘土复合材料的制备 |
3.2.5 测试与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 粘土的有机化处理 |
3.3.2 环氧树脂/粘土纳米复合材料的XRD 分析 |
3.3.3 环氧树脂/粘土纳米复合材料的力学性能分析 |
3.3.4 环氧树脂/粘土纳米复合材料的耐热性能分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 橡胶/粘土协同增韧环氧树脂的研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 实验设备 |
4.2.3 样品的制备 |
4.2.4 测试与表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 EP/CRBN 复合材料的性能分析 |
4.3.2 三元复合材料的XRD 分析 |
4.3.3 三元复合材料的SEM 分析 |
4.3.4 三元复合材料的性能分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 高性能增韧剂改性环氧树脂的研究 |
5.1 前言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验原料 |
5.2.2 实验设备 |
5.2.3 有机土的制备 |
5.2.4 样品的制备 |
5.2.5 测试与表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 EP/DA 复合材料性能分析 |
5.3.2 EP/CTBN 复合材料性能分析 |
5.3.3 三元复合材料的XRD 分析 |
5.3.4 三元复合材料的SEM 分析 |
5.3.5 三元复合材料的性能分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
致谢 |
四、插层聚合制备粘土/环氧树脂纳米复合材料过程中粘土剥离行为的研究(论文参考文献)
- [1]界面强度对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学性能的影响[D]. 赵鹏. 沈阳化工大学, 2021(02)
- [2]环氧树脂/粘土纳米复合材料界面强度的调控及其对性能的影响[D]. 裴鑫鹏. 沈阳化工大学, 2020(02)
- [3]多触角AABT-g-PMMA杂化材料的制备及其改性研究[D]. 吴福东. 广西大学, 2019(01)
- [4]环氧树脂/粘土纳米复合材料结构与性能研究[D]. 董英杰. 沈阳化工大学, 2019(02)
- [5]环氧树脂/二硫化钼纳米复合材料的制备及性能研究[D]. 倪宝健. 沈阳化工大学, 2019(02)
- [6]无规剥离结构环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备及性能[D]. 张英. 天津大学, 2016(07)
- [7]离子液体型累托石/环氧树脂插层纳米复合材料的研究[D]. 刘燕. 宁波大学, 2011(11)
- [8]环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的压力诱导流动成型[D]. 林森. 东华大学, 2010(08)
- [9]FRCR/LS纳米复合材料的制备、结构、性能及分散行为[D]. 孔振兴. 武汉理工大学, 2009(01)
- [10]有机/无机纳米复合改性环氧树脂研究[D]. 于柱. 沈阳理工大学, 2009(06)