本文關鍵詞：前線聚合法快速制備環(huán)氧樹脂納米復合材料

  更多相關文章： 水平前線聚合 環(huán)氧樹脂 復合材料 紫外光引發(fā) 推動速率

【摘要】：前線聚合是一種以自身反應放熱為推動力,通過反應區(qū)域連續(xù)移動,最終實現(xiàn)將單體全部轉化為聚合物的聚合方法。前線聚合具有簡捷、快速和節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點,是一種可用于材料快速成型制備的新技術,目前已在乙烯基聚合物材料的制備領域獲得了廣泛應用。盡管前線聚合技術在熱固性樹脂領域已有一些初步研究,但主要集中于下行前線聚合的基礎研究�？紤]到水平前線聚合方式更具有實際應用意義,本文采用紫外光引發(fā)技術,對比研究了環(huán)氧樹脂的下行/水平前線聚合行為,并著重研究了光引發(fā)水平前線聚合技術在制備環(huán)氧樹脂基有機-無機納米復合材料領域的應用。具體研究內容如下:(1)通過紫外光引發(fā)對比研究了下行前線聚合(dFP)和水平前線聚合(hFP)的前線行為。結果表明,下行前線聚合和水平前線聚合的前線速率和最高溫度均隨著熱引發(fā)劑用量的增加而增加;水平前線聚合的前線速率比下行前線聚合的前線速率要大,但最高溫度卻比下行前線聚合的要低;FTIR、DSC、TG和DMA測試表明,前線聚合固化物具有很高的固化程度和優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。首次在水平前線聚合過程中觀察到恒定的推動角現(xiàn)象,并且推動角的大小隨著熱引發(fā)劑濃度的增大也變大。(2)利用前線聚合法快速制備了SiO2/EP納米復合材料,系統(tǒng)研究了納米填料的添加對前線行為(引發(fā)時間、最高溫度、前線速率)的影響規(guī)律,并采用傅里葉紅外光譜、TG、SEM等手段對復合材料固化物的結構和性能進行了表征。結果表明,對于表面接枝改性納米SiO2和未改性的氣相SiO2,采用光引發(fā)或熱引發(fā)前線聚合時,隨著納米填料含量的增加,前線聚合的引發(fā)時間變長,推動速率變慢,最高溫度降低。在相同填料含量下光引發(fā)前線聚合要比熱引發(fā)前線聚合引發(fā)時間短,推動速率快,最高溫度要高。FTIR和TG分析表明,利用前線聚合技術制備的納米SiO2/EP復合材料具有很高的固化程度和較好的熱穩(wěn)定性。沖擊試驗和SEM分析表明,添加改性SiO2對環(huán)氧樹脂具有明顯的增韌作用,復合材料的沖擊強度隨著填料添加量的增大而增大;而添加未改性的氣相SiO2時,對復合材料沖擊強度的提高作用很小,甚至會降低其沖擊強度。對比分析研究結果表明,改性SiO2比氣相SiO2對環(huán)氧樹脂基體具有更好的增韌效果。(3)利用光引發(fā)下行和水平前線聚合制備了納米BaTiO3/EP復合材料,研究了不同BaTiO3含量對前線聚合行為的影響,通過FTIR、TG、SEM等手段對固化產物進行了表征,并對比研究了光引發(fā)前線聚合得到的復合材料和傳統(tǒng)熱固化得到的復合材料的沖擊性能。結果表明,納米BaTiO3用量對光引發(fā)下行和水平前線聚合行為影響相同,即隨著納米BaTiO3填料含量的增加,前線聚合引發(fā)時間變長,推動速率變慢,定點最高溫度降低。FTIR測試結果表明,環(huán)氧基團基本參與了固化反應。TG表明納米BaTiO3的加入提高了環(huán)氧樹脂固化物的熱穩(wěn)定性。納米BaTiO3/EP復合材料的沖擊強度隨著BaTiO3含量的增加而逐步增加,前線聚合得到的復合材料的沖擊強度比傳統(tǒng)熱固化得到的復合材料的沖擊強度大。沖擊斷面的微觀形貌表明光引發(fā)前線聚合制備的復合材料,納米粒子分散均勻,基本無團聚,而傳統(tǒng)固化工藝得到的復合材料,納米粒子有團聚現(xiàn)象,說明光引發(fā)前線聚合是一種節(jié)能的快速制備材料新技術,而且有效地解決了納米粒子團聚現(xiàn)象,具有重要的理論意義和實際應用價值。
【關鍵詞】：水平前線聚合 環(huán)氧樹脂 復合材料 紫外光引發(fā) 推動速率
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 納米粒子改性環(huán)氧樹脂（EP）的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 二氧化硅/環(huán)氧樹脂 （SiO_2/EP） 納米復合材料12
• 1.2.2 二氧化鈦/環(huán)氧樹脂（TiO_2/EP）納米復合材料12-13
• 1.2.3 氧化鋁/環(huán)氧樹脂（Al_2O_3 /EP） 納米復合材料13
• 1.2.4 層狀硅酸鹽/環(huán)氧樹脂（MMT/EP） 納米復合材料13
• 1.2.5 鈦酸鋇/環(huán)氧樹脂（BaTiO_3/EP） 納米復合材料13-14
• 1.3 前線聚合的研究概況14-18
• 1.3.1 前線聚合的類別14-15
• 1.3.2 前線聚合的影響因素15-17
• 1.3.3 環(huán)氧前線聚合的研究進展17-18
• 1.4 本論文的研究目的和主要研究內容18-20
• 第2章 紫外光引發(fā)下行/水平前線聚合快速固化環(huán)氧樹脂20-35
• 2.1 引言20-21
• 2.2 實驗部分21-22
• 2.2.1 實驗材料21
• 2.2.2 聚合工藝21-22
• 2.3 測試與表征22-23
• 2.4 結果與討論23-34
• 2.4.1 紫外光引發(fā)的前線聚合機理23-24
• 2.4.2 下行前線聚合行為及其固化物性能24-29
• 2.4.2.1 引發(fā)劑含量對前線聚合速率和最高溫度的影響24-26
• 2.4.2.2 固化產物的紅外光譜分析26-28
• 2.4.2.3 dFP固化產物的熱性能分析28-29
• 2.4.3 水平前線聚合行為及其固化物性能29-33
• 2.4.4 下行前線聚合/水平前線聚合的前線行為的比較33-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第3章 前線聚合法快速制備納米SiO_2/環(huán)氧樹脂復合材料35-52
• 3.1 引言35-36
• 3.2 實驗部分36-40
• 3.2.1 實驗材料36
• 3.2.2“點擊化學”法改性納米SiO_236-37
• 3.2.3 聚合工藝37-38
• 3.2.4 測試與表征38-40
• 3.3 結果與討論40-51
• 3.3.1 納米SiO_2含量對下行前線聚合（dFP）行為的影響40-43
• 3.3.2 納米SiO_2含量對水平前線聚合（hFP）行為的影響43-45
• 3.3.3 紅外譜圖分析45-47
• 3.3.4 熱重分析47-48
• 3.3.5 固化物的沖擊性能48-51
• 3.4 本章小結51-52
• 第4章 光引發(fā)前線聚合法制備納米BaTiO_3/環(huán)氧復合材料52-64
• 4.1 引言52-53
• 4.2 實驗部分53-55
• 4.2.1 實驗材料53
• 4.2.2 聚合工藝53-54
• 4.2.3 測試與表征54-55
• 4.3 結果與討論55-62
• 4.3.1 納米BaTiO_3含量對光引發(fā)下行前線聚合（dFP）行為的影響55-56
• 4.3.2 納米BaTiO_3含量對水平前線聚合（hFP）行為的影響56-58
• 4.3.3 紅外光譜分析58-59
• 4.3.4 固化產物的熱性能表征59-60
• 4.3.5 納米BaTiO_3/EP復合材料的耐沖擊性能60-62
• 4.4 本章小結62-64
• 第5章 結論64-66
• 參考文獻66-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文71-72
• 致謝72-73

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

1 唐偉家;導電納米復合材料[J];合成材料老化與應用;2001年02期

2 李興田;聚酰胺6納米復合材料的新進展[J];化學工業(yè)與工程技術;2001年02期

3 李淑玉;導電納米復合材料[J];建材工業(yè)信息;2001年10期

4 ;可溶性納米復合材料[J];技術與市場;2001年04期

5 錢紅梅,郝成偉;粘土/有機納米復合材料的研究進展[J];皖西學院學報;2002年02期

6 王珂,朱湛,郭炳南;聚對苯二甲酸乙二醇酯/蛭石納米復合材料的制備[J];應用化學;2003年07期

7 鐘厲,韓西;納米復合材料的研究應用[J];重慶交通學院學報;2003年03期

8 金延;納米復合材料及應用[J];金屬功能材料;2004年06期

9 ;美國納米復合材料需求將增長[J];橡塑技術與裝備;2008年03期

10 趙中堅;王強華;;汽車中的納米復合材料:研究活動及商業(yè)現(xiàn)狀[J];玻璃鋼;2008年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據庫 前10條

1 肖紅梅;楊洋;李元慶;鄭斌;付紹云;;功能納米復合材料研究進展[A];第十五屆全國復合材料學術會議論文集（上冊）[C];2008年

2 葛嶺梅;周安寧;李天良;曲建林;;礦物納米復合材料的研究進展[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術產業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

3 馬永梅;;塑料/膨潤土納米復合材料市場應用[A];2003年中國納微粉體制備與技術應用研討會論文集[C];2003年

4 陳潔;徐曉楠;楊玲;;納米復合材料的阻燃研究[A];中國化學會第二十五屆學術年會論文摘要集（下冊）[C];2006年

5 趙海波;徐波;王俊勝;王玉忠;;主鏈含磷阻燃共聚酯/硫酸鋇納米復合材料的研究[A];2009年中國阻燃學術年會論文集[C];2009年

6 張忠;;多級次多尺度納米復合材料力學性能研究[A];2010年第四屆微納米海峽兩岸科技暨納微米系統(tǒng)與加工制備中的力學問題研討會摘要集[C];2010年

7 盧小泉;;基于納米復合材料的電化學生物傳感器[A];第六屆海峽兩岸分析化學會議摘要論文集[C];2010年

8 周安寧;楊伏生;曲建林;李天良;葛嶺梅;;礦物納米復合材料研究進展[A];納米材料和技術應用進展——全國第二屆納米材料和技術應用會議論文集（下卷）[C];2001年

9 上官文峰;;納米復合材料的構筑及其光催化性能[A];納微粉體制備與應用進展——2002年納微粉體制備與技術應用研討會論文集[C];2002年

10 林鴻福;;加速聚合物/粘土納米復合材料的產業(yè)化進程[A];浙江省科協(xié)學術研究報告——浙江優(yōu)勢非金屬礦產資源的開發(fā)利用研究論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據庫 前10條

1 宋玉春;納米復合材料能否風行？[N];中國石化報;2005年

2 李聞芝;納米復合材料產業(yè)化研討會將開[N];中國化工報;2004年

3 李偉;汽車用上納米復合材料部件[N];中國化工報;2004年

4 渤海投資 周延;武漢塑料 突破60日均線壓制[N];證券時報;2004年

5 唐偉家 吳汾 李茂彥;尼龍納米復合材料的開發(fā)和市場[N];中國包裝報;2008年

6 華凌;納米復合材料提升自充電池性能[N];中國化工報;2014年

7 塑化;聚合物系納米復合材料發(fā)展前景廣闊[N];國際商報;2003年

8 唐偉家 吳汾 李茂彥;尼龍納米復合材料的開發(fā)和包裝應用[N];中國包裝報;2008年

9 本報記者 王海霞;納米復合材料將廣泛應用到新能源領域[N];中國能源報;2009年

10 劉霞;高效存儲氫的納米復合材料研制成功[N];科技日報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據庫 前10條

1 李念武;鋰硫二次電池用碳基含硫正極材料的研究[D];南京航空航天大學;2013年

2 夏雷;尼龍6及其納米復合材料的熱氧穩(wěn)定性研究[D];浙江大學;2013年

3 杜青青;高效熒光碳點合成及其功能復合材料研究[D];山東大學;2015年

4 劉江濤;四種納米復合材料的制備及其電化學和電化學傳感研究[D];西北大學;2015年

5 李蘇原;SnO_2/C納米復合材料的制備及其儲鋰性能研究[D];蘭州大學;2015年

6 郭改萍;環(huán)境友好大豆蛋白質材料改性研究[D];北京化工大學;2015年

7 孫遜;新型介孔無機物/聚苯胺納米復合材料的制備及其性能研究[D];蘭州大學;2012年

8 卜小海;螺旋聚炔基納米復合材料的制備及其紅外輻射性能研究[D];東南大學;2015年

9 王洪賓;LiFePO_4/C納米復合材料的設計、合成及其儲鋰性能研究[D];吉林大學;2015年

10 楊慧;基于溶劑澆鑄法和沉積法改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）[D];上海大學;2015年

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前10條

1 杜青;鋯基納米復合材料深度凈化水體中的微量重金屬[D];燕山大學;2015年

2 王正奇;硫化鋅納米復合材料的制備、表征及性質研究[D];陜西科技大學;2015年

3 明洪濤;TiO_2/Au核殼納米復合材料的制備及其光學性質研究[D];東北師范大學;2015年

4 趙元旭;多壁碳納米管/聚碳酸酯復合材料的制備與性能研究[D];鄭州大學;2015年

5 孫藝銘;金/碳納米復合材料生物傳感器檢測多藥耐藥基因MDR1及其表達蛋白ABCB1的實驗研究[D];福建醫(yī)科大學;2015年

6 陳亞;基于碳納米復合材料及β-環(huán)糊精對手性小分子識別研究[D];西南大學;2015年

7 王龍;紡絲用PA66/SiO_2納米復合材料的制備[D];鄭州大學;2015年

8 牛鵬懷;納米復合材料在潛指紋顯現(xiàn)中的應用研究[D];內蒙古大學;2015年

9 鐘苗苗;蒙脫土改性聚碳酸亞丙酯基納米復合材料的研究[D];湖南工業(yè)大學;2015年

10 張嬌;氧化鋅基納米復合材料的制備及其光催化性能的研究[D];河北工業(yè)大學;2015年

，

本文編號：968143