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《溶胶凝胶法制备纳米SiO2和CE复合材料的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第1期航空材料学报Vol27,No12007年2月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSFebruary2007溶胶凝胶法制备纳米SiO2/CE复合材料的研究王君龙,梁国正,祝保林(西北工业大学理学院,西安710072)摘要:采用溶胶凝胶法,利用正硅酸乙酯(TEOS)在有机溶剂中的水解缩合制备纳米SiO2。将所制备的纳米SiO2用于改性双酚A型氰酸酯树脂(BADCy),制备纳米SiO2/BADCy浇铸体。采用透射电镜(TEM)分析SiO2在BADCy基体中的分散性,同时测试了复合材料的力学性能
2、。结果表明,粒径为20~50nm的SiO2在基体中以纳米量级均匀分散,与BADCy结合界面模糊,两者具有较好粘结性;添加纳米SiO2可以明显提高复合材料的冲击强度和弯曲强度,当纳米SiO2的含量为4%时,力学性能改性效果最佳。关键词:溶胶凝胶法;氰酸酯;纳米SiO2;力学性能中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:10055053(2007)01006104氰酸酯树脂(CE)具有很高的玻璃化温度(Tg)爱生环氧有限公司生产;正硅酸乙酯(TEOS),分析和热稳定性,极小的介电常数和介电损耗正切角以纯,天津
3、科密欧化学试剂开发中心;盐酸(HCl)和氨及优良的力学性能,能够满足航空航天领域对材料水(NH3H2O),分析纯,西安化学试剂厂。其它试剂[1,2]的严格要求。然而,其韧性不足却阻碍了进一均为分析纯。[2]步推广应用。常见的增韧方法有,与单官能团氰12复合材料的制备酸酯共聚、与橡胶弹性体共混、与热塑性塑料形成半将计量的TEOS加入到无水C2H5OH和[3~6]互穿网络结构(SemiIPN)等。利用溶胶凝胶CH3COCH3中,在恒温70和搅拌下滴加1mol/L技术制备无机纳米颗粒,并随之与有机高分子物共HCl(5d/min)和2mol/LNH3H
4、2O(5d/min),保温静混制备新型复合材料,已引起人们的密切关置15min后与在相同温度下熔融的CE混合,用均[7~13]注。无机纳米SiO2与CE复合进行改性研究质搅拌器(FJ200型高速分散均质机,上海分析仪尚未见文献报道。文章采用正硅酸乙酯(TEOS)在器厂)搅拌均匀后浇铸到模具中。移入到真空烘箱有机体系中水解缩合制备纳米粒子,以双酚A型氰中,于80下抽真空脱除气泡2h,待气泡排尽后转酸酯树脂(BADCy)为基体,探讨了溶胶凝胶法制备入烘箱,按固化工艺流程120/1h+150/1h+纳米SiO2/BADCy复合材料的合成工艺及复合材料1
5、80/1h+200/4h进行聚合固化。自然冷却至的性能。室温,在切割机上切割成待测试样。1实验部分13实验仪器及性能测试固化树脂的弯曲强度按国标GB335782标11原材料准,用DL1000B型电子拉力机测试。冲击强度按双酚A型氰酸酯树脂(BADCy),工业品,纯度GB114783标准采用ZD10/90型冲击性能实验机98%,白色晶体,熔点79,中国航空工业济南特种测试。动态力学性能采用TAinstrumentQ800型结构研究所;环氧树脂(环氧E51),工业品,无锡迪DMA,拉伸模式,试样长30mm,宽5mm,厚10mm,测试频率
6、为5Hz,液氮冷却,升温速率为10/min。收稿日期:20050417;修订日期:20060920密度按常规设计方法测量。SiO2的分散程度、尺寸基金项目:陕西省教育厅专项科研计划项目资助课题大小以及与基体的粘结性采用日立公司H600透射(06JK303),(06JK304);陕西省政府自然科学项目电子显微镜进行测试。在93~100的自来水中,(2006B25)将试样浸泡72h后测量浇铸体的吸水率。用10%作者简介:王君龙(1956),男,博士研究生,教授,从事高HC,l6MH2SO4,20%NaOH溶液浸泡试样18天后观性能树脂基复合材料
7、研究,(Email)wnsywj@ltom.com。察其失重。62航空材料学报第27卷间作用强烈,因此具有较好的粘结性,消除了无机相2结果讨论与聚合物基质两种物质热膨胀系数不匹配现象,从21纳米SiO2/CE的力学性能而改善了其力学性能。其三,力学性能的改善,也可图1和图2是在BADCy树脂基体中添加不同借用Merz1956年提出的!橡胶粒子吸收能量理[14]含量的纳米SiO2后制备的复合材料的力学性能。论∀来解释。当固化物受力应变时,在其内部就会产生许多极细裂纹,若有一部分纳米SiO2粒子横跨在裂纹上,必然消耗一定能量,从而阻止了裂
8、纹的迅速扩展,提高了材料的韧性。22玻璃化转变温度(Tg)分析图3和图4是材料的动态热机械
