偶联剂对炭黑/ABS复合平板材料吸波效能的影响

通过在cb/abs复合材料中加入mno2发现,在2～18ghz频率范围内,mno2能有效吸收电磁波.分析表明mno2片状和针状颗粒形状以及较高的介电常数是损耗电磁波的主要原因.

2011年11月3日凌晨1时36分，随着“天宫一号”与“神舟八号”在距离地球343公里的太空完美对接，形成组合体，中国载人航天首次空间交会对接试验获得成功，使我国在突破和掌握空间交会对接技术上迈出了重要一步。

采用硅烷、钛酸酯和马来酸酐接枝聚乙烯制备竹塑复合材料,研究偶联剂的种类和含量对竹塑复合材料性能的影响。结果表明:采用硅烷和马来酸酐接枝聚乙烯两种偶联剂制备的复合材料,具有较高的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度。马来酸酐接枝聚乙烯的加入量达到竹粉质量含量的9%左右时,材料的冲击强度最高。

采用硅烷偶联剂kh-560对木粉/聚乙烯复合材料进行表面涂覆处理,以改善其胶接性能。利用ftir、xps和胶接强度测试等方法研究了硅烷偶联剂处理对聚乙烯木塑复合材料胶接性能的影响。结果表明,经机械打磨,硅烷偶联剂涂覆处理后,偶联剂与复合材料表面形成化学键接;并在材料表面引入了环氧基团,从而提高了环氧树脂胶黏剂与聚乙烯木塑复合材料的黏接强度。偶联剂的处理效果受偶联剂的质量分数、处理温度和时间的影响较大,当偶联剂质量分数为5%、处理温度120℃、处理时间为20min时,涂覆处理聚乙烯木塑复合材的黏接性能最佳。

基于化学键理论、可逆水解理论、互扩散和互渗透网络(idipn)理论、可塑性变形层理论等界面作用理论,介绍硅烷偶联剂处理玻璃纤维(gf)对纤维增强聚合物复合材料(frp)界面微观结构和性能以及frp力学性能的影响。

采用端羧基液体聚酯橡胶改性环氧树脂e51制备了一种界面偶联剂,用来提高碳纤维复合材料的界面性能。通过性能测试,研究偶联剂对力学性能的影响。通过xps、dsc和tg分析方法,研究了偶联剂对复合材料界面官能团变化、微观形貌、体系的固化行为及耐热性能的影响。性能测试结果表明偶联剂可显著提高复合材料的力学性能。xps分析结果表明加入偶联剂的碳纤维表面与偶联剂发生了化学反应,sem研究表明加入偶联剂的复合材料界面粘接性能得到显著提高。dsc和tg结果表明体系玻璃化转变温度为106℃,在350℃时热失重约4.6%。

本文讨论了五种偶联剂对玻璃纤维／环氧单向复合层板电性能和力学性能的影响。结果表明，玻璃纤维经偶联剂处理后，其浸润活化能降低，与环氧树脂基体间的化学反应活性得到改善。因此偶联剂赋予玻璃纤维与环氧树脂基体间以良好的界面粘结性，从而提高了玻璃纤维／环氧单向复合层板的电性能和力学性能，其提高的幅度大小与偶联剂的化学结构有关。

针对石墨/酚醛树脂复合双极板存在的强度低、脆性大等问题,采用偶联剂改性方法来增强复合双极板的界面结合,提高其抗弯强度.研究了偶联剂的种类、添加方式及用量对石墨/酚醛树脂复合材料双极板力学性能和电学性能的影响.结果表明:采用石墨改性法可提高石墨/酚醛树脂复合双极板的抗弯强度,但导电性能有所降低;而采用树脂改性法制备的石墨/树脂复合双极板同时具有较高的电学和力学性能.因此树脂改性法更适合制备复合双极板.当偶联剂质量分数均为0.7%,采用树脂改性法分别以硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂改性时,石墨/树脂复合材料双极板抗弯强度和电导率分别为33.3mpa,70.3s·cm-1和32.1mpa,73.8s·cm-1,均满足燃料电池用石墨/酚醛树脂复合双极板的技术要求.

为了提高吸波剂对电磁波的吸收性能,用溶胶–凝胶法制备了表面包覆有一定厚度的炭黑(carbonblack,cb)薄膜的钛酸钡(batio3,bt)复合粒子。利用x射线衍射(x-raydiffraction,xrd)和透射电子显微镜(transmissionelectronmicroscope,tem)分析复合粒子的形貌结构。研究了复合粒子的导电性能、电磁参数以及对电磁波的吸收性能。结果表明:bt颗粒直径在60～100nm之间,包覆层厚度约为20nm。包覆工艺显著改善了材料的导电性能并提高了介电常数,而且随着cb粒子在吸波材料基体中含量的不同,它对电磁波吸收性能的影响不同:当吸收材料中cb质量分数达到或超过20%时,复合粒子明显改善了吸收材料对电磁波的吸收性能。

用激光导热仪于20～140℃分别测试了填充不同量白炭黑和白炭黑/硅烷偶联剂si-69的天然橡胶的热扩散系数。结果表明,胶料的热扩散系数随着白炭黑/si-69填充量的增加而增大,且与温度大致呈线性变化趋势。白炭黑在si-69的表面改性作用下,能与胶料分子链形成较好的导热网络结构,使其在天然橡胶基质中的分散程度得到改善,从而使胶料的热扩散系数得以提高。

本文通过熔融共混方法制备高密度聚乙烯(hdpe)/竹粉/复合材料,研究了偶联剂和润滑剂对复合材料的payne效应和似固体行为的影响。结果表明,铝钛复合偶联剂含量对竹塑复合材料g’及g’’应变依赖性并没有多大影响;对竹塑复合材料体系内部微结构产生影响。随着铝钛复合偶联剂含量的变大,低频区g’对频率的依赖性慢慢变大,第二平台现象慢慢变得不明显。此外铝钛复合偶联剂含量的变化还影响g’及tanδ的值,但对η*及g’’的影响不大。润滑剂的加入对竹塑复合材料payne效应敏感性没有太大影响。

利用拱形法对制备出的由频率选择表面(fss)和两层吸波材料组成的夹层复合结构吸波材料的吸波效能进行了测试,研究了频率选择表面对复合吸波材料吸波效能的影响。结果表明:频率选择表面的加入改变了吸波材料的工作频段,拓宽了吸波材料的带宽,并且频率选择表面单元尺寸和电磁波入射角度不同,对其吸波效能的影响也不同。

综述了塑木复合材料用润滑剂和偶联剂的作用、新产品和技术进展。常用润滑剂是乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌及其复配物,马来酸酐接枝聚烯烃是最重要的偶联剂,分子主链引入酐官能团的乙烯共聚物是高效新偶联剂,不含金属皂的润滑剂克服了两种助剂的互相干扰问题。

美国crompton公司新推出木纤维／天然纤维填充聚乙烯（pe）复合材料偶联剂polybond3029，是马来酸酐接枝pe，有粒料和微粒料2种粒子供客户选购。该产品也推荐用于作为石英、玻璃纤维、氢氧化铝（ath）和其他填料填充pe的偶联剂和作为pe与尼龙、evoh等极性聚合物的相容剂：该牌号的上市增加了crompton公司塑木复合材料（wpc）加工用助剂的实力。wpc是目前增长快速的市场，老牌号有木纤维填充聚丙烯（pp）用偶联剂polybond3200。

本文以废弃聚丙烯(pp)和杂木粉为主要原料、马来酸酐接枝聚丙烯(pp-g-mah)和硅烷偶联剂(kh550)为界面改性剂,采用压制成型法制备pp基木塑复合材料。研究了kh550用量对复合材料力学性能的影响,结果表明:kh550可以显著改善木塑复合材料的拉伸强度、冲击强度。

宾夕法尼亚州的gelest公司推出了一种丙烯酸功能化硅烷sivatetma200，可用作丙烯酸纳米复合材料光固化的偶联剂、光纤包层的引发剂或丙烯酸聚氨酯紫外光固化体系的粘合剂。该公司称，新产品是azasilane和丙烯酸酯功能化硅烷的结合，在热力学推动下，可在15秒内能够促使近85％硅氧键的形成。

本文结合复合材料理论和界面化学知识,对硅偶联剂改善玻璃纤维表面机理进行了分析与研究,并通过红外光谱分析沥青与硅偶联剂改善后的玻璃纤维的作用界面,得出硅偶联剂与玻璃纤维发生了化学反应,与沥青未发生化学反应而是简单的物理缠绕。通过该结论可以为改善玻璃纤维表面性能,使其能广泛应用于沥青混合料中提供一定的理论依据。

在研制玻璃纤维增强造纸污泥纤维板的基础上,分析了偶联剂施加量和玻璃纤维长度对该板材物理力学性能的影响,并研究了这种板材的复合机理.结果表明:随着偶联剂施加量的增大,玻璃纤维长度的增加,玻璃纤维增强造纸污泥纤维板的各项性能均有所提高,当玻璃纤维长度为4cm,偶联剂施加量≥0.5%(质量分数)时,其各项力学性能均可达到国家标准.红外光谱分析发现,偶联剂可改善玻璃纤维表面极性,使其与酚醛树脂胶形成共价连接.扫描电镜观察发现偶联剂能增加玻璃纤维表面粗糙度,这可进一步改善玻璃纤维表面的润湿性,有利于胶合.

质量比为50/50的聚丁二烯接枝聚苯乙烯(pb-g-ps)胶乳用于改性水泥砂浆。利用ftir、dsc和xrd等分析手段考察了胶乳和偶联剂对水泥水化作用的影响,聚灰比和偶联剂均对水泥水化作用产生影响。随偶联剂含量的增加,改性砂浆中ca(oh)2的百分含量呈先增加后降低的变化趋势。随p/c比的增加,改性砂浆中ca(oh)2的百分含量也呈现先增加后降低的变化趋势。利用sem考察了胶乳和偶联剂对改性砂浆的形态结构的影响,研究表明改性砂浆中各组分紧密的结合在一起,并且观察到了树枝状的聚合物膜结构。

通过红外光谱分析及砂浆强度测试,研究了硅烷偶联剂对不同种类复合水泥砂浆的稠度、分层度、抗折强度及抗压强度的影响。结果表明,加入硅烷偶联剂能提高普通水泥砂浆、苯丙胶乳改性水泥砂浆的抗折强度和抗压强度;当硅烷偶联剂质量分数为0·5%时,普通水泥砂浆的抗折强度和抗压强度达到极大值,提高约10%;当硅烷偶联剂质量分数为1%时,苯丙胶乳改性水泥砂浆的抗折强度和抗压强度达到极大值,提高约20%;同时,硅烷偶联剂还能增大普通水泥砂浆和苯丙胶乳改性水泥砂浆的稠度,但砂浆的分层度略有增大。加入经硅烷偶联剂处理的钢纤维,能够提高普通水泥砂浆及苯丙胶乳改性水泥砂浆的抗折强度和抗压强度;当钢纤维用硅烷偶联剂质量分数为1%的硅烷偶联剂水溶液处理时,钢纤维增强砂浆的抗折、抗压强度达到极大值,提高10%以上。

钙塑复合包装材料片材的力学性能对制品性能有显著影响,其主要影响因素有加工工艺和材料配方。实验研究了加工温度及偶联剂的种类、添加量对片材力学性能的影响。对不同加工温度下钙塑片材的力学性能进行了测试分析,确定了最佳挤出温度为190℃。对不同种类及用量的偶联剂对钙塑复合包装材料的力学性能的影响进行了研究,结果表明:对钙塑材料而言,偶联剂种类对力学性能的影响很大,尤其是拉伸强度和弯曲强度,硅烷偶联剂最适合用于钙塑材料的偶联剂;偶联剂的用量对拉伸强度和冲击强度的影响很大,当其质量分数为2.25%时,拉伸强度提高了23.24%,冲击强度提高了近3倍。

研究了导电炭黑40b2填充天然橡胶复合材料的导热性能和力学性能随炭黑体积分数的变化规律,并采用扫描电子显微镜观察了炭黑橡胶体系内部的炭黑分布状况。结果表明,导热性能随炭黑体积分数的变化规律存在类似于导电逾渗现象的导热逾渗现象,逾渗阈值在8.3%～1363%之间。在逾渗阈值之后,复合材料的拉伸强度下降。炭黑橡胶复合材料的导热性能与其微观结构紧密相关。当炭黑分数达到逾渗阈值之时,炭黑在胶料内部形成长程联结,随着炭黑体积分数进一步增加,炭黑长链数目增多,当炭黑体积分数达到26.2%时,形成了三维导热网络。继续增加炭黑体积分数,导热网络加密,导热性能改善趋于平缓。