環(huán)氧樹脂-鈉基膨潤土復(fù)合材料的制備和性能研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂由于具有粘接性好，電絕緣性好，固化收縮率小，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于軍事、航空航天、建筑、電子電器領(lǐng)域。但是因?yàn)樗嘈暂^大，耐熱溫度較低的不足使得環(huán)氧樹脂的應(yīng)用受到一定的限制。因此，對環(huán)氧樹脂進(jìn)行增韌增強(qiáng)的改性研究成為了國際、國內(nèi)的熱門課題。目前的改性方法在增加了材料韌性的同時(shí)，卻又降低了材料的耐熱性。近年來，隨著國內(nèi)外硅酸鹽科學(xué)的迅猛發(fā)展，將層狀硅酸鹽通過有機(jī)插層復(fù)合的方法與聚合物高分子進(jìn)行復(fù)合，制備有機(jī)-無機(jī)雜化材料，發(fā)

2、揮有機(jī)物、無機(jī)物各自的優(yōu)異性能的研究為環(huán)氧樹脂的改性提供了新的思路。
　　本文首先對鈣基膨潤原土進(jìn)行鈉化處理，制得鈉基膨潤土。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：按照最佳實(shí)驗(yàn)方案：以碳酸鈉作為鈉化劑，用量3％，鈉化反應(yīng)溫度70℃，鈉化反應(yīng)時(shí)間2.0h所制備的鈉基膨潤土的特性均優(yōu)于原土。
　　本文利用大分子鏈烷基胺對鈉基膨潤土進(jìn)行了有機(jī)化改性，XRD測試表明運(yùn)用有機(jī)插層劑對鈉基膨潤土進(jìn)行插層可以明顯增大其層間距，按照優(yōu)化工藝所制備的有機(jī)膨潤土的層間

3、距最大，比鈉基膨潤土提高了48%，F(xiàn)TIR和TGA測試表明有機(jī)膨潤土保持了硅酸鹽基本骨架，同時(shí)有機(jī)物的亞甲基基團(tuán)已經(jīng)進(jìn)入到層間結(jié)構(gòu)中，有利于其和有機(jī)相的相容和分散；
　　本文利用環(huán)氧樹脂/有機(jī)膨潤土/酸酐固化劑制備了復(fù)合材料，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，選取固化劑用量為環(huán)氧樹脂質(zhì)量的90%，將有機(jī)膨潤土與固化劑體系先進(jìn)行攪拌混合，有利于膨潤土在復(fù)合材料中較好地分散和提高其綜合性能。復(fù)合材料的最佳固化工藝為固化時(shí)間150min、固化溫度100℃、脫泡

4、時(shí)間15min；XRD測試表明，復(fù)合材料一級(jí)衍射峰均已消失，環(huán)氧樹脂的插層使膨潤土層間距增大，部分膨潤土已達(dá)到剝離的程度；在有機(jī)膨潤土含量為3%~4%時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度達(dá)到最佳，均優(yōu)于未改性環(huán)氧樹脂；材料斷面的SEM圖表明，環(huán)氧樹脂的斷面較為光滑平整，為典型脆性斷裂，復(fù)合材料的斷面引發(fā)有較多銀紋，呈現(xiàn)韌性斷裂特征；TGA實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合材料的初始熱分解溫度比純環(huán)氧樹脂提高了11.6℃，說明復(fù)合材料的耐熱性較純環(huán)氧樹脂有所改善