收藏本站
《宁波大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

离子液体型累托石/环氧树脂插层纳米复合材料的研究

刘燕  
【摘要】: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T_d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。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB332

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅万里,刘竞超;环氧树脂/粘土纳米复合材料研究现状[J];工程塑料应用;2002年01期
2 汪昌秀,赵连强,陈济美,毛艳;累托石在聚合物纳米复合材料中的应用[J];工程塑料应用;2004年01期
3 孙亚光,余丽秀;粘土/聚合物纳米复合材料制备研究现状及应用[J];化工矿物与加工;2002年10期
4 宋春芳,林薇薇,王齐,封麟先,李强;固化剂类型与固化条件对环氧/粘土纳米复合材料插层剥离行为的影响[J];复合材料学报;2003年02期
5 吕建坤,柯毓才,漆宗能,益小苏;环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备与性能研究[J];复合材料学报;2002年01期
6 陈济美!地矿部武汉综合岩矿测试中心,龚关!地矿部武汉综合岩矿测试中心,钟苏斌,李永明;累托石在涂料工业中的应用研究[J];非金属矿;1998年04期
7 吕建坤,柯毓才,漆宗能,益小苏;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[J];高分子学报;2000年01期
8 吕建坤,柯毓才,漆宗能,益小苏;环氧/粘土纳米复合材料的形成机理与性能[J];高分子通报;2000年02期
9 陈济美;有机累托石的合成与特性研究[J];矿物学报;1991年01期
10 陈济美,龚关;有机累托石的制备及其应用研究[J];化学世界;1999年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王僧山;修饰方式对蒙脱土及其聚丙烯复合材料性能的影响[D];合肥工业大学;2006年
2 王娟娟;纳米累托石改性热固性树脂基复合材料的研究[D];西北工业大学;2004年
3 鲍素萍;热固性树脂/蒙脱土纳米复合材料制备及性能的研究[D];合肥工业大学;2003年
4 傅万里;环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备与性能研究[D];湘潭大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅万里,刘竞超;环氧树脂/粘土纳米复合材料研究现状[J];工程塑料应用;2002年01期
2 刘建军,王延相,陈厚,朱波,王成国;碳纤维/环氧树脂复合材料连续抽油杆的研制[J];工程塑料应用;2002年05期
3 朱波,蔡珣,刘建军,蔡华甦;单向碳纤维/环氧树脂复合材料疲劳裂纹扩展的研究[J];工程塑料应用;2002年11期
4 王庆昭,刘宗林;UHMWPE/蒙脱土纳米复合材料结构与流动性的关系[J];工程塑料应用;2003年10期
5 惠雪梅,张炜,王晓洁;环氧树脂/SiO_2,纳米复合材料性能的研究[J];工程塑料应用;2004年02期
6 车剑飞,汪信,陆路德,杨绪杰;纳米粒子填充PTFE摩擦副材料的研究进展[J];工程塑料应用;2004年07期
7 王玫瑰,谭寿再,张燕忠;环氧树脂改性MC尼龙的研究[J];工程塑料应用;2004年09期
8 赵红振;齐暑华;周文英;涂春潮;武鹏;;透波复合材料树脂基体的研究进展[J];工程塑料应用;2005年12期
9 刘柏松;刘国栋;张留成;;液晶双马来酰亚胺改性环氧树脂的研究[J];工程塑料应用;2006年03期
10 王娜;张静;戴彩云;富露祥;;环氧树脂/纳米介孔分子筛复合材料的制备及性能研究[J];工程塑料应用;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王荣国;刘文博;张春红;薛志超;;碳纤维加固混凝土结构用粘结材料的性能研究[A];第十五届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2003年
2 王荣国;刘文博;张春红;薛志超;;碳纤维加固混凝土结构用粘结材料的性能研究[A];第十五届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2003年
3 林有希;高诚辉;;聚合物/层状粘土纳米复合材料及其应用[A];福建省科协第四届学术年会提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
4 张家亮;;纳米复合材料对绿色覆铜板的推动[A];第三届全国覆铜板技术·市场研讨会资料集[C];2002年
5 唐国坊;;酚醛环氧树脂在提高覆铜板耐热性中的应用[A];第四届全国覆铜板技术·市场研讨会报告·论文集[C];2003年
6 张家亮;;策应世界纳米材料和纳米技术的发展 严密构筑下一代印制线路基材的设计体系[A];第四届全国覆铜板技术·市场研讨会报告·论文集[C];2003年
7 汤冬英;邓海波;;FR-4覆铜板专用溴化环氧树脂CYDB-521-A80的工艺技术改进[A];第四届全国覆铜板技术·市场研讨会报告·论文集[C];2003年
8 雷海芬;王鹏;张英民;袁维波;;聚乳酸/稀土改性蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(5)[C];2007年
9 莫尊理;牛贵平;陈红;刘艳芝;;原位聚合法制备聚丙烯腈/无机改性蒙脱土纳米复合材料及其表征[A];甘肃省化学会第二十四届年会论文集[C];2005年
10 李毕忠;;塑料/粘土纳米复合技术及其应用的新发展[A];PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李青山;乙烯基共聚物/蒙脱石纳米复合材料研究[D];东华大学;2005年
2 夏和生;超声辐照制备聚丙烯酸正丁酯和聚苯胺纳米材料的研究[D];四川大学;2001年
3 郭玉海;PET纤维高性能化的研究[D];四川大学;2001年
4 陈立新;液晶环氧增韧复合材料树脂基体的研究[D];西北工业大学;2001年
5 吕建坤;环氧树脂及高性能热塑性树脂与粘土插层复合的研究[D];浙江大学;2001年
6 范浩军;侧链液晶聚酰亚胺的合成、表征及性能研究[D];四川大学;2001年
7 李爱农;疏浚工况泥沙磨损机理及其耐磨新材料研究[D];武汉理工大学;2003年
8 杨红梅;熔融插层聚乙烯—蒙脱土纳米复合材料形态结构及流变行为[D];浙江大学;2003年
9 谭涓;一类新型有机—无机杂化材料—有机磷酸酯盐纤维晶体的合成与表征[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
10 王匀;扁挤压筒强度分析与设计方法研究[D];燕山大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈奎;聚合物/蒙脱土纳米复合材料及蒙脱土价电子理论的研究[D];兰州理工大学;2005年
2 戈明亮;新型高聚物纳米复合材料的研究[D];合肥工业大学;2001年
3 邓玉明;环氧树脂/粘土纳米复合材料结构与性能的研究[D];浙江大学;2003年
4 高锋;聚合漆酚/纳米无机物杂化材料的研究[D];福建师范大学;2003年
5 严满清;无机纳米粒子的表面处理及其增强增韧高分子材料的研究[D];合肥工业大学;2003年
6 梁国栋;热塑性树脂/蒙脱土纳米复合材料制备及性能研究[D];合肥工业大学;2003年
7 苏高申;环氧树脂增韧及其冲蚀磨损研究[D];昆明理工大学;2004年
8 杨明;氰酸酯改性环氧树脂基碳纤维复合材料的研究[D];北京航空材料研究院;2000年
9 陈湘;环氧树脂新型固化剂双酚A线型酚醛的合成与固化反应研究[D];湖南大学;2001年
10 马达国;异向导电热熔胶制备研究[D];浙江大学;2002年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王新宇,漆宗能,王佛松;聚合物-层状硅酸盐纳米复合材料制备及应用[J];工程塑料应用;1999年02期
2 张琴,盛兆碧,傅小龙,杜荣昵,傅强;MC尼龙/蒙脱土复合材料的制备与性能[J];工程塑料应用;1999年11期
3 郑亚萍,宁荣昌,党小龙,乔生儒;环氧/咪唑固化体系性能研究[J];工程塑料应用;2000年09期
4 汪昌秀,赵连强,陈济美,毛艳;累托石在聚合物纳米复合材料中的应用[J];工程塑料应用;2004年01期
5 王益庆,张立群,张慧峰,王一中,程治国,徐和昌;凹凸棒土/ 橡胶纳米复合材料结构和性能研究[J];北京化工大学学报;1999年03期
6 王益庆,张立群;微纳米级粘土/橡胶复合材料[J];北京化工大学学报;2000年01期
7 宣兆龙,易建政,杜仕国,于鑫;环氧树脂增韧改性研究[J];玻璃钢/复合材料;1999年05期
8 郑亚萍,宁荣昌,狄西岩,李柏松;TDE-85/DDS固化体系性能研究[J];玻璃钢/复合材料;1999年06期
9 陈立新,蓝立文,王汝敏;液晶环氧树脂的研究概况[J];材料导报;2000年09期
10 邓玉明,顾嫒娟,方征平;环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备及性能[J];材料科学与工程;2002年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王益庆,张惠峰,张立群,汪昌秀;一种新型的累托石/SBR纳米复合材料的结构与性能(英文)[J];合成橡胶工业;2003年01期
2 刘黎明,张明,方鹏飞,王波,张少平,王少阶,汪昌秀,陈济美,毛艳;层状硅酸盐累托石环氧树脂纳米复合材料的结构和性能研究[J];高分子学报;2005年01期
3 万春杰;余剑英;刘恩冉;南文唤;;熔融插层法制备累托石/聚碳酸亚丙酯纳米复合材料的研究[J];化工时刊;2006年09期
4 吴小婷;王小英;杜予民;;羧甲基壳聚糖/有机累托石纳米复合材料及其药物缓释性能研究[J];高分子学报;2009年03期
5 李念;彭梦;李宛怡;海婷婷;李薇;陈金毅;;Cu_2O/累托石纳米复合材料的制备及XRD表征[J];武汉工程大学学报;2010年01期
6 张静;陈金毅;张文蓉;陈茂荣;孙家寿;;累托石/TiO_2/Cu_2O三元纳米复合材料的制备及其表征[J];非金属矿;2010年03期
7 马晓燕,鹿海军,朱光明,梁国正,颜红侠;熔融共混法制备粘土/聚氨酯弹性体纳米复合材料的研究[J];西北工业大学学报;2003年01期
8 马晓燕,鹿海军,梁国正,颜红侠,吕美丽;累托石粘土/热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料的研究[J];高分子学报;2003年01期
9 王益庆;张惠峰;吴友平;杨军;汪昌秀;张立群;;累托石/NR纳米复合材料的结构与性能研究[J];橡胶工业;2006年03期
10 张杰;谢彦;解胜利;商希礼;郑晓东;;聚丙烯/累托石层状硅酸盐纳米复合材料制备及力学性能研究[J];滨州学院学报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 方鹏飞;刘黎明;张明;张少平;王波;王少阶;;环氧树脂/累托石纳米复合材料的制备和微结构表征[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
2 陈喆;方鹏飞;张少平;王少阶;;EVA/累托石纳米复合材料的制备及微结构的研究[A];第九届全国正电子谱学会议论文集[C];2005年
3 张文龙;吴月;王暄;赵洪;吉超;;制备MgO/LDPE纳米复合材料共混方式与性能的研究[A];第十三届全国工程电介质学术会议论文集[C];2011年
4 都佩华;林鹏飞;张运湘;陈韶辉;朱肖楠;宋义虎;郑强;;相形貌对聚氯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/碳酸钙纳米复合材料形变机理的影响[A];中国流变学研究进展(2010)[C];2010年
5 张文龙;杜阳;王暄;杨佳明;赵洪;穆娟;;溶-熔共混法制备LDPE/SiO_x纳米复合材料的电性能研究[A];第十三届全国工程电介质学术会议论文集[C];2011年
6 古菊;周扬波;杜杨;贾德民;罗远芳;;NR/改性CaCO_3纳米复合材料的形态与力学性能[A];第二届全国橡胶制品技术研讨会论文集[C];2003年
7 倪士民;李青山;吴洪江;马玉坤;;P(AN-VAc)/Clay纳米复合材料的微型化学制备研究[A];微型化学实验专辑论文集[C];2004年
8 沈辰飞;马路遥;郑明波;赵斌;邱旦峰;潘力佳;曹洁明;施毅;;SnS_2/石墨烯纳米复合材料的合成以及在锂离子电池中的应用研究[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
9 毋伟;张魁;沈淑玲;成翠兰;王志琰;王冕;陈建峰;;以Pickering乳液为基础纳米复合材料的合成[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
10 秦亚伟;王宁;董金勇;;适用于工业化的聚烯烃纳米复合材料的原位制备方法[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 王海霞;纳米复合材料将广泛应用到新能源领域[N];中国能源报;2009年
2 刘霞;高效存储氢的纳米复合材料研制成功[N];科技日报;2011年
3 毕文;纳米复合材料产业化需长期培养[N];中国建材报;2011年
4 刘霞;石墨烯纳米复合材料可提升电池性能[N];科技日报;2011年
5 蔡忠仁;纳米复合材料净化空气效果好[N];中国化工报;2010年
6 宋玉春;纳米复合材料能否风行?[N];中国石化报;2005年
7 李闻芝;纳米复合材料产业化研讨会将开[N];中国化工报;2004年
8 李伟;汽车用上纳米复合材料部件[N];中国化工报;2004年
9 王林;备受关注的纳米复合材料[N];中国有色金属报;2003年
10 华成;华人学者首次合成超磁性能纳米复合材料[N];中国有色金属报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李鑫;层状镁铝氢氧化物的设计合成与阻燃性研究[D];大连理工大学;2010年
2 赵明;双螺杆反应挤出纺丝级PA6/蒙脱土纳米复合材料的研究[D];东华大学;2005年
3 刘梅;金属(金属氧化物)/氧化铝纳米复合材料的制备、结构及性能研究[D];吉林大学;2006年
4 倪勇;含苯基多面齐聚倍半硅氧烷的高分子的结构与性能研究[D];上海交通大学;2007年
5 董正平;喹啉修饰SBA-15介孔分子筛纳米复合材料的制备及其作为荧光纳米探针的性能研究[D];兰州大学;2011年
6 徐平;导电聚合物及其纳米复合材料的制备和性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 左胜武;聚乙烯基石墨纳米复合材料的制备、结构和导电行为及机理研究[D];四川大学;2004年
8 孔庆红;聚合物/铁蒙脱土纳米复合材料的制备及阻燃机理研究[D];中国科学技术大学;2006年
9 邱龙臻;聚合物基层状双氢氧化物和氢氧化镁纳米复合材料的研究[D];中国科学技术大学;2006年
10 丁鹏;聚烯烃/层状双氢氧化物纳米复合材料的制备及性能研究[D];中国科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘燕;离子液体型累托石/环氧树脂插层纳米复合材料的研究[D];宁波大学;2011年
2 戴绍明;聚合物乳液/MMT共混物涂层:结构的形成与涂层性能[D];浙江大学;2005年
3 向丽;线性低密度聚乙烯无卤阻燃体系及其协效作用的研究[D];华南理工大学;2010年
4 王慧;ZnO/Ag纳米复合材料的金属、非金属掺杂及其光催化性能研究[D];青岛科技大学;2010年
5 王璞玉;基于纳米复合材料的低能耗热流控制模块研究[D];浙江大学;2011年
6 李涛海;钛酸盐系列层状纳米光催化复合材料的合成及性质[D];华侨大学;2004年
7 李永波;铁氧体/聚吡咯和镍/硫化锌磁性复合材料的制备与表征[D];中南大学;2010年
8 李伟;壳聚糖基纳米复合材料的制备及性能研究[D];青岛科技大学;2010年
9 何浩礼;聚酰胺6及聚酰胺6/SiO_2纳米复合材料流变力学性能研究[D];湘潭大学;2010年
10 张燕玲;碳纳米材料及其磁功能化组装的研究[D];东华大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026