偶联剂对石墨／酚醛树脂复合双极板性能的影响

复合双极板用胶粘剂概述：复合双极板是一种常用的电子元件，用于电子设备中的电路连接和信号传输。

而胶粘剂则是将复合双极板与其他组件或基板牢固粘合在一起的关键材料。

本文将重点介绍复合双极板用胶粘剂的特性、应用以及选择要点。

一、复合双极板用胶粘剂的特性1. 高粘接强度：复合双极板用胶粘剂具有优异的粘接强度，能够确保复合双极板与其他组件之间的牢固粘合，不易发生脱落现象。

2. 良好的电绝缘性能：复合双极板用胶粘剂能够有效隔离电路之间的电气信号，避免发生电路短路等问题。

3. 耐高温性：复合双极板用胶粘剂能够在高温环境下保持稳定的性能，不易熔化或分解，确保电子设备的可靠性和稳定性。

4. 耐化学性能：复合双极板用胶粘剂具有较好的耐化学性能，能够抵抗酸碱等腐蚀物质的侵蚀，延长电子设备的使用寿命。

二、复合双极板用胶粘剂的应用复合双极板用胶粘剂广泛应用于电子设备制造领域，主要用于以下方面：1. 电路连接：胶粘剂将复合双极板与电路板或其他电子元件牢固连接，确保电路的稳定性和可靠性。

2. 电子封装：胶粘剂用于封装电子元件，能够保护元件不受外界环境的影响，提高其抗震、防尘和防潮能力。

3. 电路修复：胶粘剂可用于对电子设备中的损坏电路进行修复，提高设备的维修效率和成本控制。

4. 线路固定：胶粘剂可以固定复合双极板上的线路，防止线路移动或松动，降低设备故障的风险。

三、选择复合双极板用胶粘剂的要点1. 粘接强度：选择胶粘剂时，需要考虑其粘接强度是否能够满足实际应用需求，以确保复合双极板与其他组件之间的牢固粘合。

2. 耐高温性：根据实际工作环境，选择具有良好耐高温性能的胶粘剂，以确保电子设备在高温条件下的稳定性和可靠性。

3. 电绝缘性能：胶粘剂应具备良好的电绝缘性能，以避免电路短路等安全问题的发生。

4. 耐化学性能：考虑电子设备所处环境中可能存在的化学物质，选择具有较好耐化学性能的胶粘剂，以保证设备的长期稳定运行。

5. 施工性能：胶粘剂应具备良好的施工性能，易于涂覆和固化，提高生产效率和产品质量。

偶联剂含量对植物纤维/高密度聚乙烯复合材料力学性能影响植物纤维复合材料是以植物纤维作增强材料，以树脂或水泥作基体的一种复合材料。

植物纤维是自然界储量最丰富的生物质天然高分子材料，自然界中每年生长的纤维素（以植物纤维的形式存在）总量多达千亿吨，远远超过了地球上现有的石油总储量，在自然资源日见缺乏的今天，充分利用植物纤维的潜力，发挥其独特的功能和特性，开发新的应用领域，是引人注目的热点。

植物纤维价格低廉，密度小，具有较高的弹性模量，与无机纤维相近，而它的生物降解性和可再生性是其它任何增强材料无法比拟的，因而具有广阔的发展前景。

植物纤维填充和增强塑料是新型的绿色环保型复合材料，在国外，植物纤维增强塑料复合材料已经被用于汽车工业、建筑业、运输业、航空业等。

因此，研究植物纤维聚合物基复合材料具有较好的经济效益和深远的社会意义。

本实验以高密度聚乙烯为基体，以植物纤维为填料，利用双阶塑料挤出机组制备植物纤维复合材料，研究目标是偶联剂含量对植物纤维/高密度聚乙烯复合材料力学性能的影响。

1 材料与方法1.1 实验材料填料：选用两种：填料1（稻草：粉碎，干燥至含水率在3%以下，颗粒度为14-80目，定为1号料）；填料2（玉米秸秆：采用两种方法处理，方法一，手工除去秸叶和秸穰只保留秸皮，定为2号料；方法二，没有除去秸叶和秸穰的玉米秸秆，定为3号料。

将两种方法处理的玉米秸秆分别粉碎干燥至含水率在3%以下，颗粒度为14-80目）。

高密度聚乙烯（HDPE）颗粒：大庆石化公司生产，型号2200J。

偶联剂：马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE），白色颗粒，广州柏晨有限公司生产，使用时用植物纤维粉碎机粉碎。

1.2 主要设备及仪器SJSH30/SJ45双阶塑料挤出机组；9FQ-300型锤式粉碎机；HR-A高速混合机；XJ-5OG组合式冲击实验机； GT-20A电子万能力学试验机。

1.3 植物纤维/高密度聚乙烯复合材料的制备将稻草和玉米秸秆分别与HDPE和MAPE按一定比例复配，经高速混合机混合5分钟，然后从双阶塑料挤出机组的主喂料口加入，通过双螺杆熔融塑化混合，单螺杆挤出成型，分别制得稻草/高密度聚乙烯复合材料和玉米秸秆/高密度聚乙烯复合材料，挤出机加热区的温度控制在130-170℃。

酚醛树脂⽯墨模压成型复合材料双极板的制备与性能第３０卷第６期２００６年６⽉机械⼯程材料ＭａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶ０１．３０Ｎｏ．６Ｊｕｎ２００６酚醛树脂／⽯墨模压成型复合材料双极板的制备与性能王彦明１。

王威强２，李爱菊３，阴强３（⼭东⼤学１．⼟建与⽔利学院；２．机械⼯程学院；３．材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室，⼯程陶瓷⼭东省重点实验室，⼭东济南２５００６１）摘要：以⽯墨与酚醛树脂粉料为原料通过低温热模压成形⼯艺制备低成本酚醛树脂／⽯墨复合材料双极板，对材料的⼒学性能与导电性能进⾏了研究。

结果表明：酚醛树脂含量是影响复合材料导电性能与⼒学性能的主要因素，酚醛树脂含量低于２０％时，材料具有较⾼的导电性能；提⾼固化温度与固化压⼒，可以提⾼材料的抗弯强度，但材料的导电性能明显降低；适中的固化压⼒与固化温度有利于材料具有较好的⼒学性能与导电性能。

关键词：酚醛树脂／⽯墨复合材料；双极板；低温热模压中图分类号：ＴＭ９１１．４⽂献标识码：Ａ⽂章编号：１０００⼀３７３８（２００６）０６⼀００３４⼀０３ＰｈｅｎｏｌＦｏｍａｌｄｅｈｙｄｅＲｅｓｉｎ／Ｉ：》ａｐｈｉｔｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅＢｉｐｏｌａｒＰｌａｔｅＰｒｅｐａｒｅｄｂｙＰｒｅｓｓｕｒｅＭｏｌｄｉｎｇＷ蝌ＧＹａｎ－ｍｉｎｇ，ＷＡＮＧＷｅｈｉ粕ｇ，ＬＩＡｉ－ｊｕ，ＹＩＮＱｉ蛐ｇ（ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５００６１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｋｉｎｄｏｆ１０ｗ＿ｃｏｓｔＰＦｒｅｓｉｎ／ｇｒａｐｈｉｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｈｏｔｐｒｅｓｓｕｒｅｍ０１ｄｉｎｇ．ＭｅｃｈａｎｊｃａｌｐｒＯｐｅｎｉｅｓａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｐｒＯｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＰＦｒｅｓｉｎｃｏｎｔｅｎｔｍａｉｎｌｙｉｎｎｕｅｎｃｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．ＷｉｔｈＰＦｒｅｓｉｎｃｏｎｔｅｎｔｌｅｓｓｔｈａｎ２０％，ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈａｄｆａｉｒｌｙｇｏｏｄｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙ．Ａｓｃｕｒｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｃｕｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｕｌｄｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｂｕｔｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙ、∞ｕｌｄｂｅｒｅｄｕｃｅｄａｐｐａｒｅｎｔｌｙ－Ｍｏｄｅｒａｔｅｃｕｄｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｃｕｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｅｒｅｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＦｒｅｓｉｎ／ｇｒａｐｈｉｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ－ｂｉｐｏｌａｒｐｌａｔｅ；ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈｏｔｐｒｅｓｓｕｒｅｍｏｌｄｉｎｇ１引⾔双极板是质⼦交换膜燃料电池（ＰＥＭＦ、Ｃ）的主要部件，由于价格昂贵，成了⽬前阻碍ＰＥＭＦＣ商业化发展的主要障碍［１－３］。

偶联剂是一种重要地、应用领域日渐广泛地处理剂,主要用作高分子复合材料地助剂.偶联剂分子结构地最大特点是分子中含有化学性质不同地两个基团,一个是亲无机物地基团,易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物地基团,能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中.因此偶联剂被称作“分子桥”,用以改善无机物与有机物之间地界面作用,从而大大提高复合材料地性能,如物理性能、电性能、热性能、光性能等.偶联剂用于橡胶工业中,可提高轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品地耐磨性和耐老化性能,并且能减小用量,从而降低成本.偶联剂地种类繁多,主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物及其它高级脂肪酸、醇、酯地偶联剂等,目前应用范围最广地是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂.硅烷偶联剂硅烷偶联剂是人们研究最早、应用最早地偶联剂.由于其独特地性能及新产品地不断问世,使其应用领域逐渐扩大,已成为有机硅工业地重要分支.它是近年来发展较快地一类有机硅产品,其品种繁多,结构新颖,仅已知结构地产品就有百余种.年前后由美国联碳()和道康宁( )等公司开发和公布了一系列具有典型结构地硅烷偶联剂年又由公司首次提出了含氨基地硅烷偶联剂;从年开始陆续出现了一系列改性氨基硅烷偶联剂世纪年代初期出现地含过氧基硅烷偶联剂和年代末期出现地具有重氮和叠氮结构地硅烷偶联剂,又大大丰富了硅烷偶联剂地品种.近几十年来,随着玻璃纤维增强塑料地发展,促进了各种偶联剂地研究与开发.改性氨基硅烷偶联剂、过氧基硅烷偶联剂和叠氮基硅烷偶联剂地合成与应用就是这一时期地主要成果.我国于世纪年代中期开始研制硅烷偶联剂.首先由中国科学院化学研究所开始研制Γ官能团硅烷偶联剂,南京大学也同时开始研制Α官能团硅烷偶联剂.结构和作用机理硅烷偶联剂地通式为(),式中为非水解地、可与高分子聚合物结合地有机官能团.根据高分子聚合物地不同性质应与聚合物分子有较强地亲和力或反应能力,如甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基、丙烯酰氧丙基等.为可水解基团,遇水溶液、空气中地水分或无机物表面吸附地水分均可引起分解,与无机物表面有较好地反应性.典型地基团有烷氧基、芳氧基、酰基、氯基等;最常用地则是甲氧基和乙氧基,它们在偶联反应中分别生成甲醇和乙醇副产物.由于氯硅烷在偶联反应中生成有腐蚀性地副产物氯化氢,因此要酌情使用.近年来,相对分子质量较大和具有特种官能团地硅烷偶联剂发展很快,如辛烯基、十二烷基,还有含过氧基、脲基、羰烷氧基和阳离子烃基硅烷偶联剂等.等利用硅烷偶联剂对碳纤维表面进行处理,偶联剂中地甲基硅烷氧端基水解生成地硅羟基与碳纤维表面地羟基官能团进行键合,结果复合材料地拉伸强度和模量提高,空气孔隙率下降.早在年美国大学地等在一份报告中指出,在对烷基氯硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面地研究中发现,用含有能与树脂反应地硅烷基团处理玻璃纤维制成聚酯玻璃钢,其强度可提高倍以上.他们认为,用烷基氯硅烷水解产物处理玻璃纤维表面,能与树脂产生化学键.这是人们第一次从分子地角度解释表面处理剂在界面中地状态.硅烷偶联剂由于在分子中具有这两类化学基团,因此既能与无机物中地羟基反应,又能与有机物中地长分子链相互作用起到偶联地功效,其作用机理大致分以下步:()基水解为羟基;()羟基与无机物表面存在地羟基生成氢键或脱水成醚键;()基与有机物相结合.应用在使用硅烷偶联剂时,为获得较佳地效果,需对每一个特定地应用场合进行试验预选.硅烷偶联剂一般要用水和乙醇配成很稀地溶液(质量分数为～)使用,也可单独用水溶解,但要先配成质量分数为地醋酸水溶液,以改善溶解性和促进水解;还可配成非水溶液使用,如配成甲醇、乙醇、丙醇或苯地溶液;也能够直接使用.硅烷偶联剂地用量与其种类和填料表面积有关,即硅烷偶联剂用量()[填料用量()×填料表面积()]硅烷最小包覆面积().如果填料表面积不明确,则硅烷偶联剂地加入量可确定为填料量地左右.颗粒状或粉状填料可用偶联剂溶液浸渍,然后用离心分离机或压滤机将溶液滤去,再将填料加热、干燥、粉碎.如果用来制造补强复合材料或玻璃钢,可用连续法先将玻璃纤维或玻璃布浸渍偶联剂溶液,然后干燥、浸树脂、干燥,再加热层压而成玻璃钢板.以上做法称为表面预处理法,都是先将无机材料或被粘物地表面用偶联剂溶液预处理,然后再与有机树脂接触、压合、粘合、成型,其中阳离子型硅烷偶联剂在兼具降低粘度和起偶联作用方面最有效.硅烷偶联剂地应用十分广泛,主要有以下几方面:用作表面处理剂,以改善室温固化硅橡胶与金属地粘合性能;用于无机填料填充塑料时,可以改善其分散性和粘合性;用作增粘剂,在水电站工程中提高水泥与环氧树脂地粘合性;用作密封剂,具有耐水、耐高温、耐气候等性能,用于氟橡胶与金属地粘合密封;用作单组分硅橡胶地交联剂;用作难粘材料聚烯烃(如)和特种橡胶(如硅橡胶、、、氟橡胶)地粘合促进剂.钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂最早出现于世纪年代.年月美国石油化学公司报道了一类新型地偶联剂,它对许多干燥粉体有良好地偶联效果.此后加有钛酸酯偶联剂地无机物填充聚烯烃复合材料相继问世.目前钛酸酯偶联剂已成为复合材料不可缺少地原料之一.结构和作用机理()结构钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为类:单烷氧基脂肪酸型、磷酸酯型、螯合型和配位体型.钛酸酯偶联剂地分子式为————′—),具有如下功能:①通过基与无机填料表面地羟基反应,形成偶联剂地单分子层,从而起化学偶联作用.填料界面上地水和自由质子()是与偶联剂起作用地反应点.②——能发生各种类型地酯基转化反应,由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联,同时还可与环氧树脂中地羟基发生酯化反应.③是与钛氧键连接地原子团,或称粘合基团,决定着钛酸酯偶联剂地特性.这些基团有烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等.④′是钛酸酯偶联剂分子中地长链部分,主要是保证与聚合物分子地缠结作用和混溶性,提高材料地冲击强度,降低填料地表面能,使体系地粘度显著降低,并具有良好地润滑性和流变性能.⑤是钛酸酯偶联剂进行交联地官能团,有不饱和双键基团、氨基、羟基等.⑥反映了钛酸酯偶联剂分子含有地官能团数.()作用机理:年等提出钛酸酯偶联剂能在填料表面形成单分子膜.等提出偶联剂在填充体系中具有增塑作用和界面粘合作用.钛酸酯偶联剂能在无机物界面与自由质子()反应,形成有机单分子层.由于界面不形成多分子层及钛酸酯偶联剂地特殊化学结构,生成地较低表面能使粘度大大降低.用钛酸酯偶联剂处理过地无机物是亲水和亲有机物地.将钛酸酯偶联剂加入聚合物中可提高材料地冲击强度,填料添加量可达以上,且不会发生相分离.以上是单分子层理论,还有化学键理论、浸润效应和表面能理论、可变形层理论、约束层理论、酸碱反应理论等.钛酸酯偶联剂地作用机理较为复杂,到目前为止人们已进行了相当多地研究,提出了多种理论,但至今尚无完整统一地认识.应用钛酸酯偶联剂地预处理法有两种:①溶剂浆液处理法,即将钛酸酯偶联剂溶于大量溶剂中,与无机填料接触,然后蒸去溶剂;②水相浆料处理法,即采用均化器或乳化剂将钛酸酯偶联剂强制乳化于水中,或者先将钛酸酯偶联剂与胺反应,使之生成水溶性盐后,再溶解于水中处理填料.钛酸酯偶联剂可先与无机粉末或聚合物混合,也可同时与二者混合,但一般多采用与无机物混合法.在使用钛酸酯偶联剂时要注意以下几点:()用于胶乳体系中,首先将钛酸酯偶联剂加入水相中,有些钛酸酯偶联剂不溶于水,需通过采用季碱反应、乳化反应、机械分散等方法使其溶于水.()钛酸酯用量地计算公式为:钛酸酯用量[填料用量()×填料表面积()]钛酸酯地最小包覆面积().其用量通常为填料用量地,或为固体树脂用量地,最终由效能来决定其最佳用量.钛酸酯偶联剂用量一般为无机填料地～.()大多数钛酸酯偶联剂特别是非配位型钛酸酯偶联剂,能与酯类增塑剂和聚酰树脂进行不同程度地酯交换反应,因此增塑剂需待偶联后方可加入.()螯合型钛酸酯偶联剂对潮湿地填料或聚合物地水溶液体系地改性效果最好.()钛酸酯偶联剂有时可以与硅烷偶联剂并用以产生协同效果.但是,这两种偶联剂会在填料界面处对自由质子产生竞争作用.()单烷氧基钛酸酯偶联剂用于经干燥和煅烧处理过地无机填料时改性效果最好.碳酸钙在橡胶、塑料工业中是一种很重要地填料.通过钛酸酯偶联剂对其改性,可大大增强碳酸钙地用量,提高其对橡胶地补强作用.钛酸酯偶联剂还大量用于其它无机填料地表面改性中,特别是在磁性复合材料和磁性记录材料方面地应用,具有高填充性、耐热性,可提高磁性粒子与树脂地粘合性、弹性及磁性地稳定性;用于导电性复合材料或涂料中,通过利用铜粉作导电基质,可提高材料地分散性、耐湿性、致密性和导电性;加入、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物()、、、、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺等树脂中,可降低燃烧时地发烟性能;用于绝缘电缆包皮,可改善其耐潮湿性及耐磨性.铝酸酯偶联剂铝酸酯偶联剂是由福建师范大学研制地一种新型偶联剂,其结构与钛酸酯偶联剂类似,分子中存在两活性基团,一类可与无机填料表面作用;另一类可与树脂分子缠结,由此在无机填料与基体树脂之间产生偶联作用.铝酸酯偶联剂在改善制品地物理性能,如提高冲击强度和热变形温度方面,可与钛酸酯偶联剂相媲美;其成本较低,价格仅为钛酸酯偶联剂地一半,且具有色浅、无毒、使用方便等特点,热稳定性能优于钛酸酯偶联剂.通过采用各种偶联剂对碳酸钙进行改性得出以下结论:经铝酸酯偶联剂改性地活性碳酸钙具有吸湿性低、吸油量少、平均粒径较小、在有机介质中易分散、活性高等特点;铝酸酯偶联剂地热稳定性优于钛酸酯偶联剂,基本上不影响原碳酸钙地白度;经铝酸酯偶联剂改性地活性碳酸钙广泛适用于填充和等塑料,不仅能保证制品地加工性能和物理性能,还可增大碳酸钙地填充量,降低制品成本.双金属偶联剂双金属偶联剂地特点是在两个无机骨架上引入有机官能团,因此它具有其它偶联剂所没有地性能:加工温度低,室温和常温下即可与填料相互作用;偶联反应速度快;分散性好,可使改性后地无机填料与聚合物易于混合,能增大无机填料在聚合物中地填充量;价格低廉,约为硅烷偶联剂地一半.铝锆酸酯偶联剂是美国化学公司在世纪年代中期研究开发地新型偶联剂,能显著降低填充体系地粘度,改善流动性,尤其可使碳酸钙乙醇浆料体系地粘度大大降低,而且易于合成,无三废排放,用途广泛,使用方法简单而有效,既兼备钛酸酯偶联剂地优点,又能像硅烷偶联剂一样使用,而价格仅为硅烷偶联剂地一半.根据用途及处理对象不同,可按桥联配位基选取不同地铝锆酸酯偶联剂.将铝锆偶联剂应用于电缆胶料中,极大地改善了胶料地加工性能,降低了成本.木质素偶联剂木质素是一种含有羟基、羧基、甲氧基等活性基团地大分子有机物,是工业造纸废水中地主要成分.对木质素地开发和应用,既可减少工业污染,又能增加其使用价值.木质素是在第二次世界大战中开始被人们所注意,战后被开发出来地.在橡胶工业中地应用主要以补强作用为主,以提高胶料地拉伸强度、撕裂强度及耐磨性;可在橡胶中大量填充,以节约生胶用量,并能在相同体积下得到质量更轻地橡胶制品.木质素偶联剂地价格比硅烷偶联剂便宜,并且是变废为宝,今后将会有良好地应用前景.锡偶联剂在工业生产溶聚丁苯橡胶()时常采用四氯化锡偶联活性,所得称为锡偶联.其特点是碳锡键在混炼过程中易受剪切和热地作用而发生断裂,导致相对分子质量下降,从而改善了胶料地加工性能;链末端锡原子活性高,可增强炭黑与胶料之间地相互作用,提高胶料地强度和耐磨性能,有利于降低滚动阻力和减小滞后损失.由于锡偶联剂地独特性能,使其越来越受到人们地关注.结束语除上述介绍地偶联剂外,还有锆偶联剂、磷酸酯偶联剂、稀土偶联剂等.随着复合材料地不断发展,对无机物地改性要求越来越多,偶联剂由于独特地表面改性效果而受到人们地广泛重视,今后地研究重点将放在适用范围广、一剂多能、改性效果更好、成本更低廉地新型偶联剂和相应地偶联技术上.。

偶联剂对复合材料热学及摩擦性能的影响祝保林;王君龙【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2008(37)10【摘要】利用纳米SiO2对氰酸酯树脂(CE)进行改性,研究了纳米SiO2的含量对纳米SiO2/CE复合材料热学及摩擦性能的影响;在此基础上,分别选用小分子偶联剂KH-560和大分子偶联剂SEA-171对纳米SiO2进行表面处理,进一步研究了界面结构对纳米SiO2/氰酸酯树脂复合材料热学及摩擦性能的影响,初步探讨了其作用机理.结果表明,经SEA-171表面处理后的3.0%纳米SiO2/CE复合材料的热分解温度提高了将近75 ℃,摩擦系数比纯CE树脂的摩擦系数降低了约25%,耐磨性提高了77%.【总页数】5页(P1138-1142)【作者】祝保林;王君龙【作者单位】渭南师范学院,复合材料研究所,陕西,渭南,714000;渭南师范学院,复合材料研究所,陕西,渭南,714000【正文语种】中文【中图分类】TB332【相关文献】1.偶联剂改性硅灰棉对树脂基摩擦材料摩擦学性能的影响 [J], 王璐;苏堤2.偶联剂改性人造石墨对摩擦材料摩擦磨损性能的影响 [J], 王强;卢巍;杨昆鹏;姚文俊;史以俊;王昌松3.PLA-PEKK-HAp-CS复合材料的流变学、力学、热学、摩擦学和形态学性能 [J], GURCHETAN Singh;RANVIJAY Kumar;RUPINDER Singh;MD MUSTAFIZUR Rahman;SEERAM Ramakrishna4.PLA-PEKK-HAp-CS复合材料的流变学、力学、热学、摩擦学和形态学性能 [J], GURCHETAN Singh;RANVIJAY Kumar;RUPINDER Singh;MD MUSTAFIZUR Rahman;SEERAM Ramakrishna5.偶联剂对SiO_2/CE复合材料热学及摩擦性能的影响 [J], 祝保林;王君龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

复合石墨双极板材料及性能的研究进展摘要：在研究水泥基材料时，发现复合石墨双极板具有显著的功能性改善优势。

复合石墨双极板作为一种新型无机非金属材料，因自身具备较高的导电率、导热率及力学性能而被广泛运用于混凝土领域。

尽管复合石墨双极板表现出极佳的导电性、导热性和力学特性，但在实际应用中，由于受到纳米材料特性的影响，其在水泥基材料中的分散效果并不尽如人意，因此其应用受到了一定的限制。

因此，要想提高复合石墨双极板在水泥基材料当中的分散性，就需要通过各种途径来实现。

为了进一步提升复合石墨双极板的分散性能，必须对其进行更加深入的研究和探索，以达到更好的效果。

同时，复合石墨双板作为一种新型无机功能添加剂，可以有效提高水泥浆体稳定性，增强水泥基材料整体力学性能，因此将其合理运用于水泥基中是十分必要的。

关键词：复合石墨双极板；水泥基；复合材料引言水泥基材料在当前的建筑工程中扮演着重要的角色，因其具有低成本、卓越的力学性能等多重优势，广泛应用于建筑领域，并且随着市场需求的不断扩大，其应用范围也不断扩大。

水泥基复合材料具有强度高、质量轻和施工便捷等特点，是一种新型建筑材料。

然而，尽管水泥基材料具有广泛的应用前景，但其自重较大、韧性较弱，因此需要进一步深入研究水泥基复合材料，以提高其应用性能。

其中，石墨是一种重要的无机非金属功能填料，可与水泥基体形成多种物理及化学结合方式，进而发挥优异特性，因此石墨类纳米复合填料被广泛使用。

复合石墨双极板被归类为纳米材料，近年来，这种材料在社会的各个生产环节中得到了广泛的应用，并且在水泥基复合材料的研究中表现出了显著的优越性。

基于此，文章分析了复合石墨双极板的制备工艺及特点，并探究了其在水泥基材料领域的具体应用情况。

复合石墨双极板展现出卓越的电导率和热传导性能，不仅可有效降低水泥基材料的电阻率，同时也能将纳米材料对水泥基材料性能的负面影响降至最低，因此其应用前景广阔。

1复合石墨双极板在水泥基中的分散问题由于受到范德华作用力和π-π键的影响，复合石墨双极板结构在水性溶液中表现出较低的分散性，这一特性极大地制约了其在水泥基材料中的应用。

复合材料中偶联剂的应用复合材料中的偶联剂是用于增强基质和填料之间的黏结力，以提高复合材料的力学性能的一种添加剂。

偶联剂的应用可以改善复合材料的强度、韧性、耐热性和耐腐蚀性等性能，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑和电子等行业。

首先，偶联剂可以改善复合材料的界面黏结强度。

由于复合材料是由两个或多个不同的材料组成，界面之间容易产生应力集中，导致界面黏结弱化。

偶联剂的引入可以增加基质和填料之间的化学键和物理吸附力，提高界面的相容性和黏结强度，从而增加整体材料的强度和耐久性。

其次，偶联剂可以改善复合材料的热和阻燃性能。

一些偶联剂可以在填料和基质之间形成交联结构，提高复合材料的热稳定性和阻燃性能。

偶联剂的加入可以减少填料在复合材料中的迁移和溶解，提高填料在高温下的稳定性，降低材料的热膨胀系数，提高复合材料的耐热性。

再次，偶联剂可以改善复合材料的机械性能。

复合材料由于填料和基质之间的界面强度不高，往往会导致力学性能的下降。

偶联剂的引入可以增加填料和基质之间的黏合力，提高材料的强度、刚度和韧性。

偶联剂还可以改善材料的力学性能的温度依赖性，提高材料在高温或低温环境下的力学性能。

此外，偶联剂还可以改善复合材料的耐腐蚀性能。

一些偶联剂可以在填料和基质之间形成化学键或物理吸附力，抑制填料中的金属离子释放，减少填料的腐蚀。

偶联剂的引入可以提高材料的耐化学腐蚀性能，延长复合材料的使用寿命。

总之，偶联剂在复合材料中的应用可以改善界面黏结强度、提高复合材料的热和阻燃性能、改善机械性能和耐腐蚀性能。

随着科技的不断发展，对复合材料性能的要求也越来越高，偶联剂的研究和应用也将得到进一步的深化和拓展。

兵器材料科学与工程ORDNANCE MATERIAL SCIENCE AND ENGINEERING Vol．32No．3 May,2009第32卷第3期2009年5月北京：航空工业出版社，1988：65-68［11］黄雅妮.固液混合铸造Al-Cu合金组织和力学性能的研究［D］.湖南：湖南大学，2006.［12］De Mol van Otterloo J L，Bagnoli D，De Hosson J Th M.Enhanced mechanical properties of laser treated Al-Cu alloy：a microstructural analvsis［J］.Acta Metal Mater，1995，43（7）：2649-2656［13］宋鸿武.高强韧铝铜合金压铸成形技术的研究［D］.沈阳：沈阳工业大学，2006.磨损是机械零件失效的主要形式之一，据不完全统计约80%的零件失效是由磨损引起的［1］。

约三分之一的能源消耗于摩擦磨损，而磨料磨损相应占到材料磨损的50%。

在磨料磨损中，低应力冲蚀磨损又占到一定比例［2-5］。

低应力冲蚀磨损指的是固体粒子冲击到材料表面而造成材料流失的磨损，其广泛存在于现代工业生产中，如矿山选矿中输送矿浆的渣浆泵过流部件和管道的磨损，火电厂输送煤灰的灰浆泵过流部件和管道及阀门的磨损，以及喷火嘴的磨损，混凝土和沥青搅拌机中的搅拌叶片和护板的磨损，沥青路面摊铺机螺旋输送器的螺旋叶片的磨损等［6-7］。

因此，选择一种简单、快速、费用低、效果好的能防止及修复零部件磨损的方法十分重要。

以改性酚醛树脂为粘接剂，添加陶瓷颗粒而成的复合材料，固化后具备了优异的耐冲蚀磨损性能［1］，将其作为耐磨涂层材料应用于各类过流部件的表面，其涂敷工艺简单，成本低廉，无热影响区及变形。

此耐磨涂层只有当有机相能与无机陶瓷填料及金属材料表面牢固地粘合在一起，材料才能显示出良好的性能。

偶联剂在常用树脂与填料配方体系中偶联剂是一种能够在聚合物与填料之间形成化学键，并增强聚合物填料界面相互作用的材料。

在常用的树脂与填料配方体系中，偶联剂的添加通常能够显著改善复合材料的性能，提高材料的力学性能、热稳定性、耐候性等。

一般来说，在填充聚合物复合材料中，偶联剂的主要功能包括以下几个方面：1.增强填料与树脂之间的化学键结合：偶联剂能够与树脂和填料表面发生化学反应，形成强有力的化学键，从而增强填料与树脂之间的结合力。

这种化学键结合可以有效地提高复合材料的强度、刚度和耐磨性等性能。

2.提高填料的分散性：由于填料的颗粒大小和形状的不均匀性，常常会导致填料在树脂中的分散性较差，从而影响到复合材料的性能。

偶联剂的添加可以改善填料在树脂中的分散性，使填料颗粒更均匀地分布在树脂基体中，从而提高复合材料的力学性能和热稳定性。

3.防止填料的析出现象：在一些填充聚合物复合材料中，由于填料与树脂之间的相互作用不够强，填料往往易于从树脂基体中析出。

偶联剂的添加可以增强填料与树脂之间的相互作用，防止填料的析出现象，提高复合材料的稳定性和使用寿命。

目前常用的偶联剂主要有以下几种：1.硅烷偶联剂：硅烷偶联剂是最常用的偶联剂之一，其分子内同时具有有机基团和硅基团，可以在填料表面和树脂基体中形成强有力的化学键。

硅烷偶联剂的优点是具有很强的黏附力和耐高温性能，适用于各种树脂和填料体系。

2.磷酸酯偶联剂：磷酸酯偶联剂在填料表面和树脂基体中形成的化学键主要是磷酸酯键，其优点是具有很强的耐热性和耐化学腐蚀性，适用于一些要求高温稳定性和耐腐蚀性的复合材料。

3.咪唑偶联剂：咪唑偶联剂主要通过其分子内含有的咪唑环与填料表面反应，形成化学键，从而增强填料与树脂之间的结合力。

咪唑偶联剂能够提高复合材料的耐温性和耐水性，适用于一些高温环境和潮湿环境下的应用。

同时，偶联剂的添加量需要根据具体的树脂和填料体系以及所需要的复合材料性能进行优化。

在实际应用中，需要通过试验和研究确定最佳的偶联剂添加量，以获得最理想的复合材料性能。

两种偶联剂在金属-复合树脂间剪切粘接强度影响的研究的
开题报告
题目：两种偶联剂在金属-复合树脂间剪切粘接强度影响的研究
研究背景：
金属-复合树脂材料具有广泛的应用前景，但由于它们的不同物理化学性质，使其间存在着不同的界面结合作用。

偶联剂作为一种能够改善复合材料界面性能的有效手段，已经得到了广泛的应用。

因此，对于偶联剂在金属-复合树脂间粘接强度影响的研究具有重要的意义。

研究目的：
本研究主要针对两种不同类型的偶联剂在金属-复合树脂间剪切粘接强度的影响进行研究，旨在分析不同的偶联剂类型对于金属-复合树脂界面粘接强度的改善作用，并为复合材料的应用提供理论依据。

研究方法：
本研究采用实验方法进行，具体步骤如下：
1. 准备材料：金属片、复合树脂材料、两种不同类型的偶联剂。

2. 制备剪切试验样品：将金属片和复合树脂粘结在一起，并添加不同类型的偶联剂，制备剪切试验样品。

3. 进行剪切试验：将样品放入剪切试验机中进行剪切试验，测定不同偶联剂条件下的剪切粘接强度。

4. 分析试验结果：根据试验结果，分析不同偶联剂类型对于金属-复合树脂界面粘接强度的影响，并进行比较分析。

研究意义：
本研究的结果可以为金属-复合树脂材料的优化设计提供理论依据，并且可以为复合材料在各个领域的应用提供参考。

本研究还对偶联剂的开发和改进提供一定的参考意义。

新型石墨基复合材料导电性能与力学性能影响因素的机理分析王彦明王威强李爱菊阴强山东大学土建与水利学院；山东大学机械工程学院；山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室工程陶瓷山东省重点实验室【摘要】：以石墨与酚醛树脂粉料为原料通过低温热模压成形工艺制备新型石墨基复合材料。

首先进行单因素试验分析了酚醛树脂含量、固化时间对复合材料导电性能与力学性能的影响机理；然后利用均匀试验方法进行多因素试验分析了酚醛树脂含量、固化温度、固化压力对复合材料导电性能与力学性能的综合影响。

【关键词】：石墨；酚醛树脂；热模压；均匀试验；影响机理1、引言石墨材料以其优越的导电性能、导热性能、耐腐蚀性能，以及抗热震性能在冶金、国防、电子以及石油化工等行业中广泛使用。

目前，石墨材料最为重要的开发价值在于它可用作燃料电池的双极板，燃料电池被认为是21世纪重要的新型洁净发电方式，市场潜力巨大。

石墨基复合材料作为新能源导电材料不仅要求导电性能良好，而且还要有较高的力学性能。

传统的石墨材料双极板多采用焦碳粉、树脂或沥青为原料，经过混合和高温!B==TU左右石墨化处理得到高密度纯石墨板，然后经过切割、研磨和加工等得到厚度为2-5mm的双极板该过程需要多次高温烧结，多次浸渍、炭化、石墨化处理以达到最佳导电性能与力学性能的统一。

这种生产工艺需要多次升温、降温，费工、费时、成本高。

因此开发新型石墨基复合材料并避免高温烧结、多次浸渍、石墨化处理的复杂工序尤为关键。

目前以石墨为基体材料、酚醛树脂为粘结剂的模压成型石墨基复合材料研究太少，更是鲜有文献报导。

本文课题组以已经石墨化的人造石墨为基体材料、酚醛树脂干粉料为粘结剂，采用低温热模压成型工艺成功制备了新型石墨基复合材料，该工艺既不用炭化、石墨化，又不用浸渍处理。

本文通过试验研究，分析了酚醛树脂含量、低温热模压成型工艺参数包括固化温度、固化压力、固化时间对复合材料导电性能与力学性能的影响机理。

2、低温热模压成型工艺2、1试验材料人造石墨粉（山东，莱西），纯度大于等于95wt%，粒度小于等于100目；改性酚醛树脂干粉料（山东，莱芜），粒度200目，含7%六亚甲基醇胺固化剂；耐高温硅油作脱模剂。

收稿日期:2004209227;修改稿收到日期:2004212201。

作者简介:张忠厚,硕士,副教授,河南省原阳县人,在郑州轻工业学院材料与化工学院任教,主要研究方向为高分子材料制备与功能化。

助　剂偶联剂对膨胀石墨复合阻燃聚丙烯的影响张忠厚　阎春绵　王海旺　布文安(郑州轻工业学院材料与化学工程学院,450002) 摘要:探讨了无机膨胀型阻燃剂膨胀石墨(EG )与协同阻燃剂聚磷酸铵(APP )复合阻燃聚丙烯(PP )材料中EG 与APP 的最佳配比及不同种类偶联剂对复合阻燃PP 材料力学性能的影响。

研究表明,当EG/APP 为2∶1,两组分具有较好的协同作用,材料的综合性能较好;通过测定材料的拉伸强度和冲击强度,确定了最佳偶联剂为KH 2570,其最佳用量为阻燃剂用量的1.5%(质量分数)。

以此为基础,考察了阻燃剂不同用量对材料的拉伸强度、冲击强度、氧指数、表面电阻率、烟密度等级等性能的影响,比较了阻燃剂不同用量时材料的综合性能。

关键词:　偶联剂　膨胀型阻燃剂　聚磷酸铵　膨胀石墨　聚丙烯 膨胀石墨(EG )是一种最近发展起来的无卤无机膨胀型阻燃剂。

研究表明用EG 和协效阻燃剂聚磷酸铵(A PP )共同对聚丙烯(PP )进行阻燃时,效果较好[1]。

但EG 和A PP 为无机物,与PP 基体间的相互作用力较弱,相容性差,使阻燃材料力学性能明显下降。

因此,对EG 和A PP 进行表面处理十分必要。

用偶联剂处理填料,以增强填料与树脂基体间的相互作用,从而使加入填料后塑料的性能得到改善,这方面的研究较多[2,3]。

但用偶联剂处理EG 的研究尚未见报道。

本试验探讨5种偶联剂KH 2550,KH 2560,KH 2570,NDZ 2201,DL 2411及相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP 2g 2MA H )处理EG 和A PP 对阻燃PP 材料力学性能的影响。

并以此为基础,探讨阻燃剂含量变化对材料力学性能、阻燃性能、电性能的影响,以确定复合阻燃剂的最佳用量和综合性能最佳的阻燃材料。

不同填料对酚醛树脂性能的影响淄博理研泰山涂附磨具有限公司薛峰吴三国徐焕明摘要：本文针对涂附磨具行业常用的轻质碳酸钙、重质碳酸钙，初步研究其对酚醛树脂胶粘剂性能的影响；加入不同比例的填料，对酚醛树脂脆性、粘结性的影响。

不同的干燥温度对酚醛树脂气泡现象的影响；不同的固化条件对酚醛树脂固化状态的影响。

关键词：填料，轻质碳酸钙，重质碳酸钙，酚醛树脂，剥离强度，脆性，气泡酚醛树脂以其独特的分子结构，具有卓越的粘附性、优良的耐热性、抗烧蚀性和阻燃性。

而针对涂附磨具行业的酚醛树脂以其与基材、磨料的优良粘结性，以及良好的使用性，大大提高了产品的性能。

填料是一种固体添加剂,是胶粘剂重要的助剂之一,具有补强、增稠、增容、增硬、增韧、降低收缩性、减少线膨胀系数、增加耐磨性、提高耐水耐热性等功能。

他对于改进胶粘剂的某些性能，改善工艺特性和降低产品成本，都有着十分明显的作用。

填料的种类繁多，本文针对涂附磨具行业常用的轻质碳酸钙、重质碳酸钙，初步研究其对酚醛树脂胶粘剂性能的影响。

填料与胶粘剂中的大分子可能发生物理或化学结合，填料的性能包括形态、粒径、表面形态等，都对填充的胶粘剂有较大影响。

1 实验目的1.1 比较胶液中不同含量的轻质碳酸钙、重质碳酸钙对酚醛树脂脆性及粘结性能的影响。

1.2 比较不同的烘干起始温度对酚醛树脂气泡现象的影响。

2 实验试剂及仪器酚醛树脂、颜料红、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、酒精、水、电子天平、玻璃棒、拉伸机、烘箱等。

3 实验方案及实验步骤3.1 分别选择轻钙含量为30%（100g酚醛树脂中加钙30g）、60%、80%，水、酒精适量，制成酚醛树脂胶液，制备皮膜，干燥（115℃），观察其皮膜的性能。

3.2 选择重钙含量为30%、60%、80%、120%、150%，制成酚醛树脂胶液，制备皮膜，观察皮膜的性能。

3.3 将3.2中制备好的酚醛树脂胶液涂在基布上，用#60的棕刚玉植砂、干燥、复胶（为了便于观察结果，胶液加入了颜料红）、固化后90度柔曲，测试砂布的剥离强度。

高性能酚醛树脂/石墨双极板导电复合材料的制备阴　强,李爱菊,孙康宁,邵　磊(山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室工程陶瓷山东省重点实验室,山东济南250061)摘要:以酚醛树脂与石墨粉料为原料,通过热模压成形得到一种质子交换膜燃料电池双极板材料。

研究了酚醛树脂含量、石墨粒径和固化温度对复合材料导电性能与弯曲强度的影响。

结果表明:随酚醛树脂含量的增加,导电性能降低,强度升高;随石墨粒径的增大,复合材料的导电性能和弯曲强度呈现先增大后减小的趋势;随固化温度的增加,导电性能出现明显波动,而弯曲强度呈先增大后减小的趋势;酚醛树脂质量分数为15%,石墨颗粒粒径为105μm ,固化温度为240℃时,导电复合材料的电导率和弯曲强度可达142S/cm ,6116MPa 。

关键词:石墨;酚醛树脂;双极板;导电性能;弯曲强度中图分类号:T Q32716;O632172　文献标识码:A 文章编号:0253-4320(2007)S1-0220-04Preparation of phenol 2formaldehyde resin/graphite bipolar plate conductivecomposite of high propertiesYIN Qiang ,LI Ai 2ju ,SUN Kang 2ning ,SH AO Lei(K ey Lab for Liquid S tructure and Heredity of Materials ,Ministry of Education ,Shandong K ey Lab of EngineeringCeramics ,Shandong University ,Jinan 250061,China )Abstract :A kind of the materials for the bipolar plate of proton 2exchange membrane fuel cells (PE MFC )were fabricated by the hot 2pressure m olding with graphite powders and phenol 2formaldehyde (PF )resin powders.The factors including the PF resin content ,the graphite particle size and curing temperature which affected the conductivity and bending strength of the composite were investigated.The results showed that the conductivity decreased and bending strength increased with the increasing of PF resin content ,that the conductivity and bending strength w ould increase firstly and then decreased with the increasing of graphite particle size ,and that the conductivity surged greatly and bending strength w ould increase firstly and then decrease with the increasing of curing tem perature ,that the electrical conductivity and bending strength of the com posite were 142S/cm ,6116MPa ,when the PF resin mass content ,graphite particle size and curving tem perature were 15%,105μm and 240℃.K ey w ords :graphite ;phenol 2formaldehyde resin ;bipolar plate ;conductivity ;bending strength　收稿日期:2006-12-07　基金项目:国家自然科学基金项目(50672051)　作者简介:阴强(1981-),男,博士研究生;李爱菊(1957-),女,大学,教授,硕士生导师,通讯联系人,liaiju57@ ;孙康宁(1955-),男,博士,博士生导师,教授。