耐高温溶液型聚芳醚酮上浆剂的制备及其应用 被引量：1

1

作者 谢雨佳 谢鑫淋 +4 位作者 裴维兵 李奇 郭家铭 袁尧 刘宇 《应用化学》 北大核心 2025年第1期78-85,共8页

由于碳纤维(CF)表面呈现化学惰性且润湿性差,显著影响了碳纤维/聚醚醚酮复合材料(CF/PEEK)的界面性能,上浆法作为一种简单高效的方式可以改善复合材料的界面性能,其中聚芳醚酮(PAEK)作为CF上浆剂具有耐高温和机械强度高等优点。以双酚A(... 由于碳纤维(CF)表面呈现化学惰性且润湿性差,显著影响了碳纤维/聚醚醚酮复合材料(CF/PEEK)的界面性能,上浆法作为一种简单高效的方式可以改善复合材料的界面性能,其中聚芳醚酮(PAEK)作为CF上浆剂具有耐高温和机械强度高等优点。以双酚A(BPA)和双酚芴(BHPF)为单体,环丁砜为溶剂,180℃下合成了耐高温PAEK,并以该树脂为主浆料制备出上浆剂。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等对PAEK的官能团结构、上浆后的CF单丝表面及复合材料断裂面的形貌进行了表征,同时也对不同浓度的聚芳醚酮上浆剂对CF/PEEK力学性能的影响进行了研究。随着上浆剂中BHPF质量分数的增加,PAEK树脂的玻璃化转变温度(T_(g))及5%热分解温度(T5%)逐渐升高,最终用BHPF单体全部替代了有毒的双酚A单体,制备出绿色环保的PAEK。与未经上浆处理的CF/PEEK相比,使用质量分数1.5%的PAEK-3上浆剂使其层间剪切强度(ILSS)提升了31.43%,而弯曲强度提高了22.1%,弯曲模量提高了26.8%。因此,使用质量分数1.5%的PAEK-3上浆剂能有效提高CF/PEEK复合材料综合性能。 展开更多

关键词 碳纤维 聚芳醚酮 复合材料 上浆剂

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碳纤维聚醚醚酮树脂基复合材料的制备及摩擦磨损性能研究 被引量：9

2

作者 李振光 于飞 +2 位作者 刘浏 敖玉辉 肖凌寒 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期56-59,63,共5页

聚醚醚酮(PEEK)具有优良的耐热性、阻燃性和电绝缘性,广泛应用于汽车部件、半导体和热压缩级等领域。为了实现PEEK的高性能化,使之可应用于阀片、密封圈等对耐磨性有较高要求的领域,替代金属材料,通过热压法成功制得PEEK/氧化石墨烯(GO)... 聚醚醚酮(PEEK)具有优良的耐热性、阻燃性和电绝缘性,广泛应用于汽车部件、半导体和热压缩级等领域。为了实现PEEK的高性能化,使之可应用于阀片、密封圈等对耐磨性有较高要求的领域,替代金属材料,通过热压法成功制得PEEK/氧化石墨烯(GO)-氧化锌(ZnO)/碳纤维(CF)(PEEK/GO-ZnO/CF)复合材料。首先将GO与ZnO通过高温反应釜在180℃反应12h,成功对石墨烯进行改性。将改性后的石墨烯与PEEK共混与CF编织布通过热压成型。通过对该复合材料的摩擦磨损性能、热稳定性、机械性能研究,加入经改性的GO含量为1.5%(wt,质量分数)条件下,制得的PEEK/GO-ZnO/CF复合材料具有较好的综合性能,在25℃条件下摩擦磨损率为13×10^(-6)mm^3/Nm,拉伸强度达到265.0MPa,弯曲强度达到262.7MPa。 展开更多

关键词 聚醚醚酮 氧化石墨烯 氧化锌 摩擦磨损

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碳纤维酚醛树脂基复合材料制备及摩擦磨损性能研究 被引量：3

3

作者 董景隆 马小龙 +1 位作者 肖凌寒 敖玉辉 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期116-118,共3页

以酚醛树脂为基体,碳纤维为增强纤维,石墨和聚醚醚酮(PEEK)为固体润滑剂,通过热压成型方法制备复合材料。通过多功能立式摩擦磨损试验机对复合材料进行摩擦磨损测试,扫描电子显微镜观察复合材料的磨损表面。结果表明,石墨的加入能够降... 以酚醛树脂为基体,碳纤维为增强纤维,石墨和聚醚醚酮(PEEK)为固体润滑剂,通过热压成型方法制备复合材料。通过多功能立式摩擦磨损试验机对复合材料进行摩擦磨损测试,扫描电子显微镜观察复合材料的磨损表面。结果表明,石墨的加入能够降低复合材料的摩擦系数和磨损率,当加入15%(wt,质量分数)石墨的复合材料的摩擦系数为0.1,磨损率为0.37×10^(-6)g/N·m。PEEK的加入能够增加复合材料的摩擦系数,降低复合材料的磨损率,当加入10%(wt,质量分数)PEEK的复合材料表现出最好的摩擦性能,摩擦系数为0.28,磨损率为0.92×10^(-6)g/N·m。 展开更多

关键词 碳纤维 酚醛树脂 复合材料 填料 摩擦性能

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碳纤维表面多尺度界面构建及其复合材料力学性能研究 被引量：6

4

作者 邱廷田 郭家铭 +1 位作者 刘浏 刘宇 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期122-125,130,共5页

采用硫醇烯反应在碳纤维表面一次性构建了由碳纳米管和石墨烯组成的多尺度界面,并通过密炼的方式与聚丙烯共混制备成复合材料。按照ASTM及ISO标准通过注塑制备标准样。结果表明:本实验制备的碳纤维增强聚丙烯复合材料的弯曲、拉伸及冲... 采用硫醇烯反应在碳纤维表面一次性构建了由碳纳米管和石墨烯组成的多尺度界面,并通过密炼的方式与聚丙烯共混制备成复合材料。按照ASTM及ISO标准通过注塑制备标准样。结果表明:本实验制备的碳纤维增强聚丙烯复合材料的弯曲、拉伸及冲击强度有明显提升。多尺度结构有效地提高了聚丙烯基体与纤维之间的界面结合强度。此外,还分析了碳纤维修饰前后的表面官能团变化及形貌变化对复合材料性能的影响。 展开更多

关键词 碳纤维 多尺度表面 复合材料 力学性能

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多组分氧化石墨烯/聚醚胺/碳纳米管层级结构碳纤维复合材料的制备及性能研究 被引量：4

5

作者 权贵鹏 冀晨曦 +2 位作者 冷金澎 薛鸿莹 肖凌寒 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期85-89,93,共6页

利用层层自组装法在碳纤维表面构建多组分氧化石墨烯/聚醚胺/碳纳米管,在碳纤维表面构建新型界面相,从而提高碳纤维与树脂基体的结合能力。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和显微共焦拉曼光谱仪分析了碳纤维表面结构和官能团,采用热导仪测... 利用层层自组装法在碳纤维表面构建多组分氧化石墨烯/聚醚胺/碳纳米管,在碳纤维表面构建新型界面相,从而提高碳纤维与树脂基体的结合能力。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和显微共焦拉曼光谱仪分析了碳纤维表面结构和官能团,采用热导仪测试了碳纤维复合材料的热导率,采用万能试验机测试了碳纤维复合材料的层间剪切强度(ILSS)、复合材料的弯曲强度和弯曲模量。结果表明:当碳纤维表面氧化石墨烯/聚醚胺/碳纳米管循环组装2次后,碳纤维复合材料的热导率提高了51.5%,层间剪切强度提高了52.2%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了33.3%和60.1%。 展开更多

关键词 层层自组装 层级结构 机械性能

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聚吡咯涂覆碳纤维的制备及其复合材料的力学性能研究 被引量：1

6

作者 温书宝 郭家铭 +3 位作者 马小悦 刘浏 刘宇 赵金钵 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期123-127,137,共6页

采用在一定程度下可控的电化学聚合法在碳纤维表面快速一步构建了聚吡咯(Ppy)共轭高分子膜,再利用真空辅助树脂传递模塑技术(VARTM)将碳纤维(CF)与环氧树脂(EP)制备成复合材料。使用扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对碳纤维的表面形... 采用在一定程度下可控的电化学聚合法在碳纤维表面快速一步构建了聚吡咯(Ppy)共轭高分子膜,再利用真空辅助树脂传递模塑技术(VARTM)将碳纤维(CF)与环氧树脂(EP)制备成复合材料。使用扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对碳纤维的表面形态和结构进行分析与表征,并通过对碳纤维/环氧树脂复合材料(CF/EP)进行层间剪切强度试验和三点弯曲实验来研究其力学性能。结果表明:与未经处理的CF/EP相比,碳纤维表面具有聚吡咯涂层的CF/EP其层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量分别提升了37.6%、24.3%和37.5%。因此,通过简单高效的一步电聚合法在碳纤维表面修饰聚吡咯涂层,可有效地提高CF/EP的整体力学性能。 展开更多

关键词 碳纤维 聚吡咯 复合材料 力学性能

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PAN基原丝在稳定化和低温碳化阶段的结构演变

7

作者 刘勇 邱廷田 +1 位作者 尚垒 敖玉辉 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期131-135,共5页

利用差示扫描量热(DSC)、傅里叶变化红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱和广角X射线衍射(WAXD)对聚丙烯腈(PAN)原丝在稳定化和低温碳化阶段的结构演变进行了测试和研究。结果表明:空气和氮气气氛中的热稳定性差异主要是由于化学反应差异性造成的... 利用差示扫描量热(DSC)、傅里叶变化红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱和广角X射线衍射(WAXD)对聚丙烯腈(PAN)原丝在稳定化和低温碳化阶段的结构演变进行了测试和研究。结果表明:空气和氮气气氛中的热稳定性差异主要是由于化学反应差异性造成的,随着热稳定化的进行,发生环化、脱氢和氧化反应,且在230℃以上氧化反应明显增强。拉曼结果显示D带强度减弱,G带强度增强,化学反应使SP^(3)杂化碳转化为SP^(2)杂化碳原子,低温碳化阶段分子链之间交联形成了无定型碳质结构。原始的微晶结构逐渐破坏重组形成新的类石墨碳结构,微晶尺寸变小。 展开更多

关键词 聚丙烯腈原丝 热稳定化 低温碳化 化学结构 聚集态结构

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具有荧光、磁性的纳米抗菌性复合材料的制备及回收利用 被引量：2

8

作者 肖凌寒 冯恒宇 +1 位作者 高娅培 崔庆实 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期2017-2022,共6页

采用聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)作为模板成功制备了新型具有磁性-抗菌性-荧光性的多功能复合微球。合成的PGMA、氨基化的PGMA(NH2-PGMA)、磁性PGMA(M-PGMA)都呈表面光滑的球形,并且具有良好的单分散性。M-PGMA具有超顺磁性,使微球在... 采用聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)作为模板成功制备了新型具有磁性-抗菌性-荧光性的多功能复合微球。合成的PGMA、氨基化的PGMA(NH2-PGMA)、磁性PGMA(M-PGMA)都呈表面光滑的球形,并且具有良好的单分散性。M-PGMA具有超顺磁性,使微球在外加磁场的作用下可以从溶液中快速分离出来。引入聚六亚甲基胍酸盐(PHGH)复合微球具有显著的抗菌效果。荧光物质碲化镉(CdTe)通过静电吸附作用吸附在球体表面使微球具有了荧光性能,这就使得复合微球具有靶向定位、生物检测等功能。将磁性,抗菌和荧光结合到一个单一的复合微球中,开辟了对多功能材料进行广泛研究的可能性,并拓宽了潜在的应用范围。 展开更多

关键词 荧光 抗菌 磁性 碲化镉

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季铵化卤胺改性氧化石墨烯纳米复合材料的制备及抗菌性能研究 被引量：2

9

作者 肖凌寒 颜振 +1 位作者 冀晨曦 卜聃琳 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期245-249,共5页

近年来,细菌和病毒的爆发频频导致大型传染病事件,严重阻碍了人类社会的进步和发展。抗菌纳米复合材料由于其优异的抗菌性能成为研究的热点。然而,单一抗菌材料有诸多缺点,如单一杀菌机制杀菌效率低,以及材料循环性差等一系列原因。因此... 近年来,细菌和病毒的爆发频频导致大型传染病事件,严重阻碍了人类社会的进步和发展。抗菌纳米复合材料由于其优异的抗菌性能成为研究的热点。然而,单一抗菌材料有诸多缺点,如单一杀菌机制杀菌效率低,以及材料循环性差等一系列原因。因此,多种抗菌材料协同杀菌增强杀菌效果的研究愈发重要。制备了一种多接枝的氧化石墨烯纳米抗菌复合材料-季铵化卤胺改性氧化石墨烯(GO-VPBHD)。由于多种杀菌作用协同,该材料与未接枝前的GO和单一接枝的4-乙烯基吡啶改性氧化石墨烯(GO-VP)有着更好的杀菌效果。对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌10min杀灭效率在99%以上。同时,该材料在多次循环和长时间储存后,依旧表现出优异的杀菌性能。 展开更多

关键词 氧化石墨烯 卤胺化合物 协同抗菌

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用于细菌感染伤口愈合的氧化石墨烯基水凝胶的制备及其抗菌性能研究 被引量：1

10

作者 肖凌寒 刘旭东 +1 位作者 冀晨曦 卜聃琳 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期285-288,292,共5页

将季铵化N-卤胺改性氧化石墨烯与聚乙烯醇(PVA)的氢键反应制备了用于伤口愈合的氧化石墨烯基水凝胶,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪对样品的微观形貌和晶相结构进行表征并测试了其抗菌性能。结果表明,该水凝胶... 将季铵化N-卤胺改性氧化石墨烯与聚乙烯醇(PVA)的氢键反应制备了用于伤口愈合的氧化石墨烯基水凝胶,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪对样品的微观形貌和晶相结构进行表征并测试了其抗菌性能。结果表明,该水凝胶具有杀菌、生物相容性良好、细胞毒性低的特点,可以持续释放杀菌离子,有利于伤口的恢复且具有可回收性,应用前景广阔。 展开更多

关键词 水凝胶 N-卤胺 氧化石墨烯 伤口愈合

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湿法纺各阶段聚丙烯腈基原丝微结构的X射线衍射分析 被引量：4

11

作者 孙立昊 敖玉辉 +3 位作者 马小龙 杜巍峰 唐海通 高忠民 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期124-126,共3页

使用X射线衍射技术跟踪测试了生产工艺各关键节点处的聚丙烯腈原丝,并将最终制得的成品原丝与日本T700原丝进行了比较研究。目的是掌握生产过程中原丝微观结构的变化规律,了解自制原丝存在的不足之处,从而改进工艺、提高自制原丝质量。... 使用X射线衍射技术跟踪测试了生产工艺各关键节点处的聚丙烯腈原丝,并将最终制得的成品原丝与日本T700原丝进行了比较研究。目的是掌握生产过程中原丝微观结构的变化规律,了解自制原丝存在的不足之处,从而改进工艺、提高自制原丝质量。分析测试证实,随着纺丝工艺的进行,纤维不断细旦化、致密化,结晶度逐步增高;自制原丝采用较大的初始牵伸力能够促使高分子链更好的伸直取向,但过大会拉伤凝胶网络中的骨架而影响结晶度;在凝固-拉伸阶段、凝聚态变化形成超分子结构的过程中,日本T700原丝中各分子的变化更趋于一致,而自制原丝采用的湿纺工艺在此阶段仍存在问题。 展开更多

关键词 聚丙烯腈基碳纤维原丝 广角X射线衍射 微结构分析

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含磷离子液体/石墨烯环氧复合材料力学及阻燃性能的研究 被引量：5

12

作者 徐子策 尚垒 敖玉辉 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期112-116,共5页

针对环氧树脂的阻燃问题,基于咪唑与石墨层之间的π-π相互作用,设计了咪唑基含磷离子液体([Dmim]Es)与石墨烯在环氧树脂(EP)中的分散体系。复合材料的热性能和阻燃性能研究表明,改性后的石墨烯纳米片材提高了环氧树脂的阻燃、抑烟和热... 针对环氧树脂的阻燃问题,基于咪唑与石墨层之间的π-π相互作用,设计了咪唑基含磷离子液体([Dmim]Es)与石墨烯在环氧树脂(EP)中的分散体系。复合材料的热性能和阻燃性能研究表明,改性后的石墨烯纳米片材提高了环氧树脂的阻燃、抑烟和热稳定性。当加入7.5%[Dmim]Es和1%石墨烯(Gr)时,极限氧指数达到32.2%,UL-94测试等级达到V-0。力学性能测试表明,共混物的拉伸性能和冲击性能分别提高了23%和44%。离子液体[Dmim]Es改性的石墨烯纳米片材基体中的良好分散性不仅给EP带来了优异的力学性能,而且具有良好的阻燃性。 展开更多

关键词 环氧树脂 离子液体 石墨烯 9 10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物 阻燃剂 复合材料

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改性二乙烯三胺提高环氧树脂耐水性的研究 被引量：1

13

作者 崔庆实 冯恒宇 肖凌寒 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期80-83,88,共5页

采用七氟丁酸与二乙烯三胺一端的胺基反应,制备氟化二乙烯三胺。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁氢谱(^(1)H-NMR)证明氟化二乙烯三胺的合成,然后采用非等温DSC法确定其与环氧树脂的固化温度。最后将氟化二乙烯三胺与E51环氧树脂进行固... 采用七氟丁酸与二乙烯三胺一端的胺基反应,制备氟化二乙烯三胺。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁氢谱(^(1)H-NMR)证明氟化二乙烯三胺的合成,然后采用非等温DSC法确定其与环氧树脂的固化温度。最后将氟化二乙烯三胺与E51环氧树脂进行固化得到含氟的环氧树脂浇注体,并测试了其热稳定性、力学性能和吸水率等。结果表明,氟化二乙烯三胺固化后的树脂浇注体具有优异的热稳定性和力学性能,在蒸馏水中浸泡24h后,吸水率仅为0.14%,浸泡30d后仍保持良好的力学性能,表明其耐水性得到显著提高。 展开更多

关键词 七氟丁酸 氟化二乙烯三胺 环氧树脂 耐水性

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酚醛树脂黏度对CFRP摩擦磨损性能的影响

14

作者 王士凯 敖玉辉 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期169-171,174,共4页

采用不同黏度酚醛树脂与2D碳纤维织物制作复合材料,利用微纳米综合测试系统对碳纤维增强酚醛树脂复合材料(CFRP)的摩擦性能进行测试,利用SEM对复合材料的磨痕表面形态进行观察。结果表明:酚醛树脂的黏度对复合材料的摩擦磨损性能有很大... 采用不同黏度酚醛树脂与2D碳纤维织物制作复合材料,利用微纳米综合测试系统对碳纤维增强酚醛树脂复合材料(CFRP)的摩擦性能进行测试,利用SEM对复合材料的磨痕表面形态进行观察。结果表明:酚醛树脂的黏度对复合材料的摩擦磨损性能有很大的影响。酚醛树脂黏度在2000cp时复合材料磨损寿命更长,摩擦系数变化更稳定,CFRP热失重分析显示在300℃时失重率不到10%,复合材料有良好的热稳定性。 展开更多

关键词 碳纤维织物 复合材料 酚醛树脂 黏度

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侧链含蒽可光交联聚芳醚酮的制备与表征

15

作者 田炎鑫 张辉 +3 位作者 李佳 刘攀 何禹林 李明 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期7202-7207,共6页

聚芳醚酮是一种具有高热稳定性、优异的机械性能和化学稳定性的特殊材料。但是,商品化的聚芳醚酮热塑性塑料由于其高的玻璃化转变温度和不溶性而难以加工。聚芳醚酮的应用由于自身的缺点而受到限制。因此,制备具有良好加工性能并且可以... 聚芳醚酮是一种具有高热稳定性、优异的机械性能和化学稳定性的特殊材料。但是,商品化的聚芳醚酮热塑性塑料由于其高的玻璃化转变温度和不溶性而难以加工。聚芳醚酮的应用由于自身的缺点而受到限制。因此,制备具有良好加工性能并且可以保持良好热稳定性的聚芳醚酮是关键的一步。合成了一系列具有不同蒽含量的光交联聚芳醚酮。该光交联过程是基于蒽环进行[4+4]-环加成反应,由365 nm紫外光引发且不需要光引发剂的。这个过程非常迅速和方便。所制备的聚芳醚酮是一种低分子量前体聚合物,具有较低的玻璃化转变温度和良好的溶解性。因此,聚合物很容易被加工。加工成型后利用紫外光引发光交联反应形成网状聚合物。通过DSC和TGA分析,与未交联聚合物相比,交联后的聚芳醚酮表现出良好的热稳定性,其玻璃化温度和热分解温度明显升高。 展开更多

关键词 聚芳醚酮 光交联 易加工性 热稳定性

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