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1、第19卷第2期高分子材料科学与工程VO1.19NO.22OO年月POLYMERMATERIALSSIENEANENGINEERINGMar.2OO环氧树脂纳米复合材料的制备和性能胡幼华高辉2齐陈泽4阎逢元3陈建敏3刘维民3郑小明4(1绍兴文理学院应用化学研究所浙江绍兴12OOOS2兰州大学物理科学与技术学院材料系甘肃兰州OOOOS兰州化物所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州OOOOS4浙江大学化学系浙江杭州1OO28)摘要:通过对大量文献的调研综述了国内外有关纳米改性环氧树脂复合材料的研究现状讨论了插层聚合法直接共混法以及溶胶-凝胶法制备环氧树脂基纳米复合材料的原理和材料结构特性及其宏观性能并对
2、该类材料的进一步研究和应用进行了评述关键词:环氧树脂S纳米复合材料S制备S性能中图分类号:TB8文献标识码:A文章编号:1OOO-555(2OO)O2-OO29-O5环氧树脂是一个分子中含有两个以上环氧和收缩率小是目前复合材料应用广泛的一种基的低聚物可与固化剂反应形成三维网状热基体材料1O11纳米粒子的表面原子具有不饱固性塑料其研究始于2O世纪O年代初而大和性可增强粒子与基体的界面结合可与环氧规模生产和应用则是到1948年以后环氧树脂树脂进行物理和化学的结合实验工作表明环具有优良的粘结耐腐蚀绝缘高强度等性能氧树脂纳米复合材料是改性环氧树脂的一条有被广泛应用于粘合剂涂料电气绝缘材料和复效的途径
3、合材料的制备1本文将根据环氧树脂纳米复合材料不同的是工业领域不可缺少的基础材料但固化后的环氧树脂通常较脆其耐疲劳制备方法将其分为三类并介绍环氧树脂纳米性耐热性耐冲击性比较差很难满足现代工复合材料优异的性能及国内外相关研究的进程技术发展的要求使其应用受到了一定的限展制因此对环氧树脂进行各种改性已成为此领域的重要研究课题已报道的有:在环氧树脂中用插层聚合法制备环氧树脂-粘土纳米复合加入有机硅树脂改善其介电性能2材料液态聚合物增韧环氧树脂粘土具有典型的层状结构如蒙脱土沸环氧树脂与丙烯酸酯树脂石滑石锂蒙脱土等为21型层状硅酸盐结乳液形成半胶乳型IPN使其粘结强度和耐水性大幅提高45构如Fig.1所示
4、每个单位晶胞有两个硅氧四聚碳酸酯增韧增强环氧树脂面体中间夹带一层铝氧四面体或镁氧八面体等近些年聚合物纳米复合材料成为人们研究的热点二者之间靠共氧原子连接这种四面体和八面纳米粒子强的表面效应和体积效体的紧密堆积结构使其具有高度有序的晶格排应使得聚合物材料和纳米材料复合后在光学力学性能等方面显示出独特的优势89为开发列每层的厚度约为1nm八面体的晶格被同晶置换后层内表面带负电荷过剩的负电荷通高性能多功能新材料提供了一条新的途径由过层间吸附阳离子来补偿层间的阳离子很容于环氧树脂是热固性树脂粘结性强稳定性高收稿日期:2OO2-O1-OS修订日期:2OO2-1O-15基金项目:浙江省自然科学基金资助项
5、目(RO1O5O和2OO11)作者简介:胡幼华(1954)女副教授.联系人:齐陈泽.30高分子材料科学与工程2003年易与有机或无机阳离子进行交换得到离子交换树脂(EPON-828)的杂化材料,发现杂化后不型粘土,满足插层的粘土应具有适当的氧离子仅提高了材料的玻璃化转变温度,而且存储模交换容量,许多单核~多核有机阳离子~有机金量也有大幅度的提高,玻璃区提高了58%,弹属络合物及生物阳离子均可通过离子交换反应性区提高了450%,这是传统的微米或更大的引入到粘土层间,不同尺寸的阳离子通过离子颗粒填料环氧树脂复合材料所达不到的,交换作用进入层间将导致层间距离从几纳米增加到十几纳米,按照插层聚合的过
6、程,一般分为2直接共混法制备环氧树脂-纳米粒子复合材料两类,(1)Intercalationpolymerization,即将聚合物单体分散~插层进入层状硅酸盐片层中,然2.1制备方法直接共混法可分为物理或化学两种方法,后原位聚合,利用聚合反应放出的大量热量,克物理法是通过如球磨~研磨~胶体磨和超声波法服片层间的库仑力,从而破坏粘土的片状层叠等分散纳米粒子,其中超声波法效果较好,其原结构,使微米尺度的粘土原始颗粒剥离成纳米理是当环氧树脂溶液进行超声波处理时,混合厚度的片层单元,从而使硅酸盐片层与聚合物液中产生的空穴或气泡在声场的作用下振动,基体以纳米尺度相复合;(2)Polymerinter
7、cala-声压达一定值,空穴或气泡迅速增长,然后突然tion,即将聚合物熔体或溶液与层状硅酸盐混闭合,在液体局部区域产生极高的压力,导致液合,利用化学或热力学作用使层状硅酸盐剥离体分子剧烈运动,可使纳米聚集体分散成单个成纳米尺度的片层并均匀分散在聚合物基体的颗粒或更小的聚集体,使环氧树脂充分包覆中,环氧树脂与粘土形成的复合材料属于Poly-在各个纳米颗粒的表面,化学法则是通过使用merintercalatio
