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聚合物/无机纳米复合材料由于自身优异性能,成为了当今研究热点之一。它服了单一材料与传统复合材料性能上的部分缺陷,使得材料既有高分子材料的特征,如弹性,延展性,介电性,又具有无机材料的优点,如刚性,热稳定性高等,从而产生了很多特殊的性能。纳米二氧化硅(SiO2)是最早用于制备聚合物/无机纳米复合材料的无机填料之一。它具有强度高、耐热性能好、价格便宜、无毒等优点。但将其直接掺杂到热固性树脂中,由于其自身易团聚,且与高分子材料相容性差,对树脂起不到很好的增韧作用,因此需要对其改性。热固性树脂是一种物理化学性能优越的树脂材料,一般具有优异的机械性、化学稳定性、绝缘性等优点,且性价比高,易于改性。典型的热固性材料如环氧树脂(EP)、氰酸酯树脂(CE),被广泛运用于机械制造业、航空航天复合材料、胶黏剂等多个领域。但是热固性材料都存在着内部交联度过高,脆性较大等缺点,所以在一定程度上限制了热固性材料的应用。因此对热固性树脂进行的增韧改性研究成为应用基础研究的重要部分。基于以上研究背景,本文首先通过酸活化纳米Si02,提高其表面羟基,再通过二异氰酸根类物质,如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),与其表面羟基反应,引入异氰酸根基团,然后与端羟基聚丁二烯橡胶(HTPB)反应,最终在纳米Si02表面接枝上高分子链。通过FT-IR,TGA,TEM等研究了改性纳米Si02(F-Si02)的性能,研究表明,高分子链通过化学键合成功接枝到纳米Si02表面,制备的F-Si02表面有机物含量较高,同时有效地缓解了纳米Si02的团聚现象。将所制得的F-Si02掺杂到氰酸酯树脂中制备了 CE/F-SiO2纳米复合材料,并系统研究了 F-Si02对氰酸酯树脂的影响。通过万能测试机和热分析仪等仪器分别分析了复合材料的力学性能和热稳定性,研究发现当F-Si02的含量为4 wt%时,复合材料的弯曲强度、冲击强度和断裂韧性分别达到了 118.31 MPa,11.49 kJ/m2和1.16 MPa·m1/2,相比纯CE树脂,分别提高了 31%,35%和35%,同时氰酸酯树脂复合材料的热分解温度得到了进一步的提高,含有6 wt%F-Si02的复合材料在10 wt%失重处的温度提高了 10℃;通过TEM和SEM分别表征了复合材料中Si02分散情况及断口形貌,研究发现相比于未改性的纳米Si02,F-Si02在氰酸酯树脂基体中有着更好的分散性,同时随着其添加量的提高,复合材料的断面逐渐变粗糙,表明其断裂过程中产生的银纹不断增多;通过DSC研究了 F-Si02对氰酸酯树脂固化反应的影响,当添加6wt%的F-Si02后,氰酸酯树脂的固化反应温度从289℃降到227℃,表明F-Si02的加入能有效促进氰酸酯树脂的固化。随后,我们通过改变Si02表面接枝的异氰酸根物质和高分子链,并研究了表面活性剂对F-Si02制备的影响,发现四乙基溴化铵(TEAB)的加入能够改善纳米Si02在对二甲苯溶液中的分散状况,从而提高其表面有机物接枝量。将所制得的F-Si02掺杂到环氧树脂中制备了 EP/F-Si02纳米复合材料,并分析了 F-Si02对环氧树脂的影响。研究发现F-Si02的加入对环氧树脂基础力学性能和热稳定性有相类似的影响,环氧树脂的强度和韧性有了一定的提高,同时体系的热稳定性也有一定的增强。传统改性热固性树脂的方法,如添加橡胶弹性体,主要存在改性组分添加量高,改性后体系强度降低,且热稳定性变差等缺点。而本文介绍的该方法,只需添加少量的F-Si02,不仅提高了体系的韧性,增强了体系的强度,而且提升了体系的热稳定性,因此这是一种改性热固性树脂的有效新方法。