环氧树脂蒙脱土纳米复合材料的制备方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第19卷第4期河北省科学院学报Vo1．19NO．42002年11月JournaloftheHebeiAcademyofSciencesNOV2002文章编号：1001．9383(2002)04—0247．03环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料的制备方法田宝勇，王立新，孟姝琳。(1．河北科技大学，石家庄050018；2．河北工业大学，天津300130；3．石家庄煤矿机械有限公司．石家庄050031)【摘要】着重介绍了以热固性树脂——环氧树脂作为聚合物基体的环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料的制备方法，分别介绍了不同固化体系的制

2、备情况，如胺类固化剂，低分子量聚酰胺及酸酐固化剂等。【关键词】环氧树脂；蒙脱土；纳米复合材料；问苯二胺；聚醚胺；酸酐；聚酰胺【中图分类号】TQ323．5【文献标识码】AStructuremethodsofepoxy／montmorillonitenanocompositesTIANBao．yong，WANGLi．xin2，MENGShu．1in(1．Hel~iUniversityofScienceandTechnology，Shijiazhuang050018，China；2．HiUniversityofTechnology。Tianjin300130，Chi

3、na；3．ShljiazhuangMachineryofCoal—mineCo．Ltd。ShOmzhuang050031，China)AbstractInthispaper，wemadeageneralintroductionconcerningthepreparation，structuremethodsofepoxy／organicmontmorillonitenanocompositeswhosematrixisepoxyresin．Andthen，wealsointroducedstructuresituationofdifferentsystemso

4、fcuringagentswhichincludeaminecuringagent，smallmolecularpolyamide，anhydrideeta1．KeywordsEpoxy；Montmorillonite；Nanocomposites；M—phenyldiamine；Poly(etheramine)；An—hydride；Polyamide纳米复合材料是近年来发展较为迅速的一类新兴复合材料。所谓纳米复合材料是指由两种或两种以上的吉布斯固相至少在一维方向上以纳米级大小(1nm一100nm)复合而成的材料。由于纳米尺度效应、大的比表面积及强的界面相互

5、作用，纳米复合材料具有了传统填充聚合物所不可及的性质。聚合物基有机／无机纳米复合材料是通过聚合物与无机组分的纳米分散，使得聚合物插层于层状无机物中或无机组分均匀分散于聚合物基体中来实现制备性能更优的复合材料。蒙脱土因其具备层间可插入的特殊结构，而且其单片层厚度恰好是lnm左右，因此它是制备有机／无机纳米复合材料的首选无机组分。利用聚合物反应热可以将改性后的蒙脱土的晶层间距撑大甚至使蒙脱土完全层离，蒙脱土晶层以纳米尺度分散在聚合物基体之中。关于环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料的制备，由于固化体系的不同，制得的复合材料性能亦不同，笔者就目前国内外已研究的几个体系作简单

6、介绍。收稿日期：2002一O9一O3维普资讯http://www.cqvip.com248河北省科学院学报2002年第19卷1胺固化环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料在环氧树脂的固化剂中，胺类固化剂是较常用的一种，一般为多元胺，包括脂肪族多胺和芳香族多胺。目前用于制备环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料的胺类固化剂有间苯二胺(m—PDA)、DDS、DDM及柔性链聚醚胺，下面简单介绍问苯二胺及聚醚胺两种固化体系。1．1间苯二胺固化体系1．1．1制备首先采用长碳链的烷基胺盐修饰亲水性的钠基蒙脱土，使其具有亲油性，能够更好的与环氧树脂相容。将低粘度的EP一828与适量的有机蒙脱土

7、在75℃下浸润一定时间，再加入等当量的间苯二胺(约为环氧树脂质量的14．5phr)，真空脱泡，浇注于硅橡胶模具中，然后升温固化，75℃固化2h，再升温至125℃固化2小时，制得间苯二胺固化环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料。1．1．2结构与性能层状蒙脱土的层间距随着烷基胺盐链长的增加而增加，从13．3A增加到16．6A，层间距的增大有利于环氧树脂预聚体的插层，故采用了长碳链的烷基胺修饰亲水性的蒙脱土，加入固化剂m—PDA后，随着固化的进行，固化热进一步撑开了晶层间距，使得更多的环氧树脂进入，蒙脱土片层最终剥离均匀分散于环氧树脂基体中，形成层离环氧树脂／蒙脱土纳米复合

8、材料。通过对复合材料进行XRD分析可知