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2022-08-30 12:50:30 前锋娱乐网
专题：纳米(五)改性结构胶4,专题：纳米(五)改性结构胶4
纳米微粒是近几年研究开发的新兴材料，纳米粒子这一技术的问世，为环氧树脂的改性提供了新途径。由于纳米粒子具有尺寸小，及比表面积大、表面能高、活性高、分散性好，加之将无机物的刚性尺寸稳定性，和热稳定性与聚合物的韧性、加工性，及介电性揉合在一起等独特的性能，表现出了较高的活性水平，很容易与环氧树脂中的某些官能团，发生物理或化学作用，可能提高复合材料的力学性能和热性能。环氧树脂/黏土纳米复合材料，出现以来备受国内外学者的关注，黏土矿物中由于硅酸盐晶片的叠层排列，经过有机化的处理以后，可以被聚合物或单体插层，制备出聚合物/黏土纳米复合材料此外，黏土价格低廉、纳米结构原位生成，避免了黏土与聚合物共混聚集，为聚合物基纳米复合材料的制备，提供了一条有效的新型途径。环氧树脂/黏土纳米复合材料的制备方法，主要有插层复合、共混法2种。这位专家对此及相关内容，一一作了详细全面的介绍。
图4为基体和质量分数为5%纳米SiO2的剪切试件的局部破坏面。通过对比分析可知，图(a)中显示基体的断口比较平整光滑，粘接面上发生了大面积界面破坏，(b)中显示含纳米SiO2的断口比较粗糙，在钢片上留下很多结构胶的毛刺，表明在受剪过程中，结构胶中的纳米SiO2能够很好地发挥银纹化作用，使得试件在开裂时其裂缝能向各个方向发展，从而缓解了应力集中和增加了破坏所吸收的能量。钢片残留的胶层上留下了钢片打磨后的痕迹，含纳米SiO2的结构胶能更好的浸润被粘物表面，从而提高了其粘接强度。 从破坏的形式分析，含纳米SiO2的结构胶剪切试件同时，发生了界面破坏和内聚破坏，破坏的情况比基体主要发生界面要好。表2为纳米SiO2改性环氧树脂结构胶冲击断口的破坏形式，纯环氧树脂的冲击断口为齐口冲断，基体中质量分数为3%以上纳米SiO2的断口被摆锤冲成几块，主要因为纳米SiO2在基体中能较好地诱发银纹，受冲击荷载时，裂缝通过银纹化作用向各个方向展开，使得结构胶吸收的断裂能增大，冲击强度有所提高。
表2纳米SiO2改性环氧树脂结构胶冲击断口的破坏形式
图5为基体和纳米SiO2改性后结构胶的冲击断口。图(a)、(b)断口试样放大5000倍的断口形貌，在相同的放大倍数下，基体的断裂都呈块状，而含纳米SiO2试样的裂纹比基体的要多十几倍，纳米SiO2诱发的银纹使基体向各个方向开裂，从而大大地增加了吸收的能量，使得改性后的结构胶的冲击强度有较大的提高。图(c)显示纳米SiO2在基体中分散较为均匀，部分纳米级裂缝延伸至纳米SiO2终止处。不过由于纳米SiO2的掺人也会引入部分气泡，气泡量的多少跟纳米SiO2的掺混量有关，环氧树脂在纳米SiO2掺混量超过3%以后冲击强度的下降与此有关。 质量分数为5%的纳米SiO2环氧树脂的触变性已经非常明显，在浇铸试件的过程中，因为两组分搅拌而混入的很多气泡，在触变性大的胶体中已经不能自动溢出。另外纳米SiO2的掺混量增大团聚的可能性也增大，也是冲击强度下降的原因之一。环氧树脂结构胶的冲击强度反映其，在受到冲击荷载作用瞬间吸收能量的能力，以及间接反映基体的韧性。环氧树脂是一种脆性材料，脆性较大是其缺点之一。综合冲击实验的各种分析，纳米SiO2在环氧树脂里面诱发银纹的能力明显，改善了环氧树脂的脆性，对环氧树脂有一定的增韧作用。