超声波在制备nm SiO_2/环氧树脂复合材料中的应用

本文通过溶液共混的方法制备了ｎｍ ＳｉＯ_２／环氧树脂复合材料，并利用 ＳＥＭ、 ＴＧ拉伸测试、冲击测试等方法对其结构和力学性能进行了研究。为了改善ｎｍ ＳｉＯ_２在环氧树脂中的分散及其两相间作用，作者在制备该复合材料的过程中运用超声波对分散体系进行了处理，并取得了良好的效果。

纳米SiO_(2)/桐油基环氧树脂复合材料的制备及性能

通过制备环氧化桐油酸甲酯,并将其与E51环氧树脂共混,得到桐油基环氧树脂。再用硅烷偶联剂KH-570改性纳米SiO_(2),并以不同的质量比添加到桐油基环氧树脂中,探究不同纳米SiO_(2)含量在力学性能、接触角以及耐磨损性能上对桐油基环氧树脂复合材料的影响。结果表明:质量比为6%的纳米SiO_(2)的桐油基环氧树脂复合材料的拉伸和冲击强度都得到了提高,冲击强度较未加入纳米SiO_(2)提高了53.3%,水接触角也从93.3°提高到104.76°,并且添加纳米SiO_(2)之后复合材料的耐磨损性能也随之增强。

纳米SiO_(2-x)改性环氧复合材料研究

采用偶联剂表面处理同时通过超声波震荡的方法使纳米SiO2 x粒子在环氧树脂中充分分散,制得了纳米SiO2 x环氧E-51/MeTHPA复合材料。利用INSTRON试验机、TEM、TG等方法对该复合材料的性能进行了研究,结果表明,纳米SiO2 x粒子能够以纳米级分散到环氧树脂基体中,较大地提高了环氧树脂的拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率、热稳定性等性能。

纳米SiO_(2)/玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料的制备和耐久性能研究

首先,利用上浆法,将改性纳米SiO_(2)与玄武岩纤维复合;然后利用手工铺料法,制备了纳米SiO_(2)/玄武岩纤维增强环氧树脂层状复合材料(S-BF/EP)。利用SEM对改性玄武岩纤维和玄武岩纤维/环氧树脂层状复合材料的表面形貌和界面形貌进行了研究;利用FT-IR、TGA和万能力学试验机对复合材料的分子结构、热解性能和耐久性能进行了研究。结果表明,纳米SiO_(2)成功被偶联剂改性,并均匀附着在玄武岩纤维表面,玄武岩纤维表面的粗糙度被有效地改善;S-BF/EP层状复合材料内纳米SiO_(2)对应的Si-O-Si键收缩振动,使得S-BF/EP层状复合材料比空白EP样品多出1107和803 cm-1两个振动峰;S-BF/EP层状复合材料降解温度比EP材料高10℃,其在建筑材料应用方面更有优势;S-BF/EP层状复合材料的抗拉强度和抗弯强度分别为489和987 MPa,均高于环氧树脂材料样品的368和795 MPa;经过95℃湿热老化后,S-BF/EP层状复合材料抗拉强度和抗弯强度性能损失分别为23.9%和9.6%,明显低于空白EP样品的32.9%和36.6%;断裂面SEM分析表明,S-BF/EP层状复合材料中纤维与环氧树脂基体结合紧密,未发现裂纹或者缝隙。

SiO_(2)无溶剂纳米流体粒径和含量对环氧树脂力学和热性能的影响

为了改善纳米二氧化硅(SiO_(2))在树脂基体中的分散性,同时研究SiO_(2)粒径对树脂基体性能的影响,采用Stober法制备了50,90 nm和220 nm三种不同粒径的纳米SiO_(2),并通过表面接枝硅烷偶联剂及聚醚胺的方法制备了相应的SiO_(2)无溶剂纳米流体(NF)。利用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热失重(TGA)和差示扫描量热法(DSC)等测试方法对流体的化学结构和物理形貌等理化性质进行了表征。测试了不同粒径和不同含量SiO_(2)纳米流体/环氧树脂(NF/EP)复合材料的力学性能,结果表明,复合材料的力学性能随着流体含量的增加呈现先升后降的趋势;50 nm SiO_(2)流体对环氧树脂冲击性能改善明显,当添加量为1 phr时,弯曲强度增加了11.64%,冲击强度增加了54.55%;而220 nm SiO_(2)流体对弯曲性能改善更为明显,当添加量为1 phr时,弯曲强度提高17.51%,冲击强度提高50.00%。玻璃化转变温度和线膨胀系数测试的结果表明,NF/EP有更高的玻璃化转变温度和更低的线膨胀系数。NF/EP因具有良好的力学性能和低的线膨胀系数,可用作电子灌封树脂。

纳米SiO_(2)的表面改性及SiO_(2)/WEPN复合材料的制备与性能研究

以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对纳米SiO_(2)进行表面改性,以酚醛预聚体、环氧氯丙烷(ECH)、二乙醇胺(DEA)等为主要原料并通过预聚体法合成SiO_(2)/水性酚醛环氧树脂(WEPN),与三乙烯四胺(TETA)固化得到复合涂膜。通过FT-IR、SEM、TEM、TGA、力学性能测试等对产物的结构与性能进行表征。结果表明,APTES对纳米SiO_(2)改性成功,改性后亲油效果增加,团聚明显改善,APTES的最佳质量分数为40%;纳米SiO_(2)通过化学键接入WEPN中,分散良好,SiO_(2)的加入有效提高了WEPN的热稳定性、韧性及耐酸碱性等应用性能。当纳米SiO_(2)质量分数为2%时,涂膜的综合性能最好,拉伸强度由67.15 MPa增至77.48 MPa,耐冲击性达到50 cm,断裂伸长率由3.55%增至4.32%,水接触角增至115°,涂膜(10%失重)分解温度从298.5℃提高到350.1℃,残留量由19%增至29%。