插层改性水滑石对环氧／氰酸酯基纳米复合材料力学和热稳定性的影响-论文.pdf

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1、第14卷第18期2014年6月科学技术与工程Vo1．14No．18Jun．2014l671—1815f2014)18—0271-04ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．化工技术插层改性水滑石对环氧／氰酸酯基纳米复合材料力学和热稳定性的影响李俊燕(渭南师范学院复合材料研究中心，渭南714000)摘要以阴离子交换法组装合成十二烷基磺酸钠(SDS)插层水滑石(LDHs—SDS)，X线衍射(XRD)和红外光谱分析表明SDS已成功插层到水滑石(

2、LDHs)层间。将插层好的LDHs—SDS应用于环氧／氰酸酯共固化体系的改性，主要探讨了LDHs—SDS对环氧／氰酸酯基纳米复合材料热稳定性和力学性能的影响。研究结果表明，随着LDHs—SDS的加入，复合材料的热稳定性基本保持不变，但阻燃性得到明显改善。此外，加入适量的LDHs—SDS可以提高复合材料的弯曲性能和冲击性能。关键词水滑石环氧树脂氰酸酯纳米复合材料插层技术中图法分类号TQ323；文献标志码A聚合物基纳米复合材料因其优异的力学性能、酸酯共固化体系的增韧改性研究报道。因此，本文热稳定性、光学

3、性能以及其它新奇的特性，而备受新以阴离子交换法组装合成了十二烷基磺酸钠(SDS)型复合材料设计者的青睐¨-zJ。蒙脱土、水滑石、石插层水滑石(LDHs—SDS)，主要研究LDHs-SDS改性墨等层状无机材料具有大的长径比(即各向异性)环氧／氰酸酯基纳米复合材料热稳定性和力学性能是一类最具发展潜力的纳米粒子。为了提高这些无的影响。机粒子与聚合物间的相容性，在与聚合物共混前常要对其进行有机化改性，即通过离子交换将有机物1实验部分长链插层到片层层间，增加片层间距，促使其在与聚1．1主要原料合物复合过程中发

4、生剥离，从而实现纳米改性，最终双酚A型氰酸酯(CE)，江苏省江都市吴桥树达到对聚合物增强增韧的作用。以往的研究大多集脂厂；双酚A型环氧树脂(E一51)，南昌树脂厂；纳米中在蒙脱土对各类聚合物的改性上，但是近年来水水滑石(LDHs)，苏州市万鸣塑料化工有限公司；十滑石越来越受到关注。这是因为水滑石是一类阴离二烷基磺酸钠(SDS)，化学纯，上海英鹏添加剂化工子型层状结构材料，它可被各种有机酸阴离子插层有限公司。改性，目前应用的阴离子有机物远远多于阳离子型1．2试样制备有机物(蒙脱土是被阳离子型有机物插层

5、改性的)，1．2．1LDHs—SDS的合成这样就可以得到结构和性质各异的纳米粒子，给聚称取3gLDHs，置于50mL蒸馏水中，在90℃合物基体带来不同的性能，更具研究价值_4J。水浴中高速搅拌30min，使水滑石充分溶胀并打散环氧／氰酸酯共固化树脂具有良好的工艺性、较制成白浆，然后均匀分散于预先配制好的SDS水溶高的耐湿热性、极佳的介电性能以及优异的力学性液中(SDS与LDHs理论阴离子交换摩尔比为2：1)，能，已在雷达天线罩、高速数字印刷电路板等特种电90℃下反应5h，经沸水抽滤洗涤数次，直至滤液

6、呈子电器绝缘材料及先进复合材料的发展中起着重要中性，最后在6Oo【=真空烘箱中干燥至恒重即得作用J。但由于该体系交联密度大，仍存在着性LDHs—SDS。脆、韧性差的缺点，需进一步对其进行增韧改1．2．2纳米复合材料的制备性。到目前为止，尚未见到水滑石对环氧／氰为了促进剥离型结构的形成，首先将一定比例2014年1月2日收到陕西省军民融合研究基金项目(12JMR14)、的E-51与LDHs-SDS在100oC反应2h，之后加入渭南师范学院研究生专项科研项目(12YK04Z1)资助适量氰酸酯，混合均匀后放

7、人120cI=恒温烘箱，真空作者简介：李俊燕，博士。研究方向：高性能聚合物基复合材料结构脱泡0．5h，再倒人120℃预热好的模具，并按照与性能研究。E-mail：lijunyan81@126．con。】20℃／3h+】50qC／2h+180／2h+200℃／5h272科学技术与工程14卷的工艺进行固化，即得纳米复合材料测试样。1．3测试与表征采用日本岛津公司XRD一6100型x线衍射仪(cu靶，Ka射线，扫描速度1。／min，管压40kV，管流30mA)测定水滑石晶体结构；用日本岛津公司IRPres

8、tige-21型傅里叶变换红外分光光度计对水滑石组成和结构进行分析；采用Netzsch公司TGA209C型热失重分析仪，在空气氛围和10~C／min的升温速率下，分析水滑石和复合材料的热失重特性；分别按照GB／T2570-1995和GB／T2571-1995在万用材料试验机和冲击试验机上测定复合材料的图2LDHs和LDHs．SDS的红外谱图弯曲性能和冲击性能。Fig．2FTIRspectraofLDHsandLDHs—SDS2结果与讨论图3描述的是LDHs和LDHs．