聚合物的耐熱性是決定聚合物適用范圍的條件之一,聚合物耐熱性的提高會擴大聚合物的使用范圍。提高樹脂耐熱性的途徑有3個:增加高分子鏈的剛性;使聚合物結(jié)晶;增加聚合物的交聯(lián)度。這3種方法勢必使聚合物的韌性有所喪失。介紹了納米材料對環(huán)氧樹脂耐熱性改性的研究成果。
一、引言納米材料是指平均粒徑在100nm以下的材料,由于具有相當(dāng)大的相界面面積,使它具有許多宏觀物體所不具備的新穎的物理、化學(xué)特性。通過精細控制納米材料在高聚物中的分散與復(fù)合,能夠在樹脂較弱的微區(qū)內(nèi)起補強、填充,增加界面作用力,減少自由體積的作用。僅以很少的無機粒子體積含量,就能在1個相當(dāng)大的范圍內(nèi)有效地改善復(fù)合材料的綜合性能,不僅起到增強、增韌、抗老化的作用,而且不影響材料的加工性能。據(jù)文獻報道,在聚合物中添加納米材料,可使聚合物增強、增韌,玻璃化溫度提高。
因此納米粒子改性聚合物將成為提高聚合物耐熱性的另種方法。采用不同的納米粒子制備納米復(fù)合材料,研究不同納米粒子對環(huán)氧樹脂基體耐熱性的影響。
二、實驗部分
1、原材料 環(huán)氧樹脂CYD-128,環(huán)氧值0.51~0.54ea/100g,岳陽石油化工有限責(zé)任公司環(huán)氧樹脂事業(yè)部;液態(tài)甲基四氫苯酐JHB-590,酸值(KOH)660-685mg/g,大連金世化工有限公司;納米TiO2,80nm,納米Al2O3,30~35nm,西北大學(xué)化工系;丙酮,工業(yè)品,西安化學(xué)試劑廠;偶聯(lián)劑KH-570,南京曙光化工總廠。納米硅基氧化物SiO2,舟山明日納米材料有限公司。有機蒙托土,海泡石,陜西礦物化工研究所。
2、環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料制備方法在攪拌狀態(tài)下把經(jīng)表面處理的納米粒子加入到丙酮中,然后用超聲波處理幾十分鐘。在攪拌狀態(tài)下,將上述溶液和環(huán)氧樹脂混合均勻,脫出溶劑升溫至130℃反應(yīng)1h,再在高速均質(zhì)分散機上分散20min。冷卻后加入適量的固化劑混合均勻,抽空脫氣后澆人涂有脫模劑并預(yù)熱好的鋼模具中,經(jīng)130℃/5h+150℃/5h固化完全后,冷卻脫模。
3、納米環(huán)氧樹脂復(fù)合材料性能測試玻璃化溫度的測定采用USATAM DSC2910,在N2氣氛下,升溫速度為20℃/min。
4、澆鑄體透射電鏡分析使用設(shè)備型號為H-600型的透射電鏡,觀察納米粒子的分散情況,試樣要切割成1μm厚。