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环氧树脂因其优异性能,应用极其广泛。然而未改性的环氧树脂存在脆性大、柔韧性差以及剥离强度低等问题,在一定程度上限制了环氧树脂的应用。人们在增韧改性环氧树脂方面进行了大量的研究工作,纳米粒子增韧环氧树脂是近些年研究的新热点,许多研究显示,在环氧树脂中引入纳米粒子进行改性,有望能克服弹性体增韧改性会导致的强度不足及使用填料补强又会导致韧性不足的缺陷,而达到使环氧树脂同时增韧补强的效果。
本文研究了纳米SiO2粒子的表面改性工艺,改善了纳米粒子比表面积大,表面活性高,容易发生团聚,不容易分散的缺点。在加热和催化剂的作用下,运用纳米SiO2粒子对环氧树脂进行改性,通过正交试验,确定了改性反应的工艺条件:反应温度为160℃;反应时间为2h;催化剂的用量为0.25%;纳米SiO2的用量为8%。
本文最后通过万能试验机试验,测试了改性环氧树脂的力学性能,得出改性环氧树脂的拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量等力学性能都有较大提高,说明改性树脂的柔韧性有很大提高。进一步运用扫描电子显微镜(SEM),红外光谱(IR)等微观表征对改性产物的微观结构进行了分析,分析结果表明在改性树脂中引入了新的化学键硅氧碳键(Si-O-C)。