聚合物的耐热性是决定聚合物适用范围的条件之一,聚合物耐热性的提高会扩大聚合物的使用范围。提高树脂耐热性的途径有3个:增加高分子链的刚性;使聚合物结晶;增加聚合物的交联度。这3种方法势必使聚合物的韧性有所丧失。介绍了纳米材料对环氧树脂耐热性改性的研究成果。
一、引言纳米材料是指平均粒径在100nm以下的材料,由于具有相当大的相界面面积,使它具有许多宏观物体所不具备的新颖的物理、化学特性。通过精细控制纳米材料在高聚物中的分散与复合,能够在树脂较弱的微区内起补强、填充,增加界面作用力,减少自由体积的作用。仅以很少的无机粒子体积含量,就能在1个相当大的范围内有效地改善复合材料的综合性能,不仅起到增强、增韧、抗老化的作用,而且不影响材料的加工性能。据文献报道,在聚合物中添加纳米材料,可使聚合物增强、增韧,玻璃化温度提高。
因此纳米粒子改性聚合物将成为提高聚合物耐热性的另种方法。采用不同的纳米粒子制备纳米复合材料,研究不同纳米粒子对环氧树脂基体耐热性的影响。
二、实验部分
1、原材料 环氧树脂CYD-128,环氧值0.51~0.54ea/100g,岳阳石油化工有限责任公司环氧树脂事业部;液态甲基四氢苯酐JHB-590,酸值(KOH)660-685mg/g,大连金世化工有限公司;纳米TiO2,80nm,纳米Al2O3,30~35nm,西北大学化工系;丙酮,工业品,西安化学试剂厂;偶联剂KH-570,南京曙光化工总厂。纳米硅基氧化物SiO2,舟山明日纳米材料有限公司。有机蒙托土,海泡石,陕西矿物化工研究所。
2、环氧树脂纳米复合材料制备方法在搅拌状态下把经表面处理的纳米粒子加入到丙酮中,然后用超声波处理几十分钟。在搅拌状态下,将上述溶液和环氧树脂混合均匀,脱出溶剂升温至130℃反应1h,再在高速均质分散机上分散20min。冷却后加入适量的固化剂混合均匀,抽空脱气后浇人涂有脱模剂并预热好的钢模具中,经130℃/5h+150℃/5h固化完全后,冷却脱模。
3、纳米环氧树脂复合材料性能测试玻璃化温度的测定采用USATAM DSC2910,在N2气氛下,升温速度为20℃/min。
4、浇铸体透射电镜分析使用设备型号为H-600型的透射电镜,观察纳米粒子的分散情况,试样要切割成1µm厚。