環氧樹脂、酚醛樹脂及不飽和聚酯樹脂被稱為三大通用型熱固性樹脂。它們是熱固性樹脂中用量最大、應用最廣的品種。環氧樹脂中含有獨特的環氧基以及羥基、醚鍵等活性基團和極性基團,因而具有許多優異的性能。與其他熱固性樹脂相比較,環氧樹脂的種類和牌號最多,性能各異。環氧樹脂固化劑的種類更多,再加上諸多的促進劑、改性劑、添加劑等,可以進行多種多樣的組合和組配,從而能獲得各種各樣性能優異的、各具特色的環氧固化體系和固化物。幾乎能適應和滿足各種不同使用性能和工藝性能的要求。這是其他熱固性樹脂所無法相比的。據中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,環氧樹脂復合材料是,以環氧樹脂為基材的材料;樹脂基復合材料工業上使用量最大的環氧樹脂品種,是上述第一類縮水甘油醚類環氧樹脂,而其中又以二酚基丙烷型環氧樹脂(簡稱雙酚A型環氧樹脂)為主;其次是縮水甘油胺類環氧樹脂。
(4)熱固性環氧樹脂基SiO2納米復合材料 ①制備方法 硅烷偶聯劑(KH-550)用2~5倍的丙酮稀釋,硅烷偶聯劑的用量約為納米SiO2質量的O.5%~1.O%,調節pH值為7~9。據中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,超聲波分散30min,加入納米SiO2,充分攪拌并升溫至100~120℃。在高速分散機上分散20min。加入E-51環氧樹脂,混合均勻、出溶劑,升溫至130℃、溫1h。在高速均質分散機上分散20min。冷卻后加入液態甲基四氫苯酐,混合均勻,抽真空脫氣泡后澆注、固化、脫模。 ②納米Si02對熱固性環氧樹脂力學性能的影響 經偶聯劑處理的納米Si02粒子的引入,以大幅度提高環氧樹脂復合材料的沖擊強度。沖擊強度提高的幅度主要由納米粒子的分散情況和含量決定。據中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,如果納米SiO2粒子均勻分散于環氧樹脂基體之中,當復合材料受到沖擊載荷時,納米粒子表面與基體材料之間產生微裂紋、收沖擊能,從而達到增韌的效果。如果納米增強材料用量過大,微裂紋易發展成宏觀開裂,反而降低了體系的性能。 不同納米Si02含量對熱固性環氧樹脂基Si02納米復合材料力學性能的影響見表4-13。據中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,可以看出納米SiO2的引入,復合材料的拉伸強度、拉伸模量和沖擊強度提高。當納米Si02含量為3%時,綜合性能最好;當納米Si02含量超過3%時,由于分散困難,部分納米Si02粒子開始出現返粗現象,致使材料性能下降。 表4-13 納米SiO2含量對熱固性環氧樹脂基Si02納米復合材料力學性能的影響
③納米SiO22對熱固性環氧樹脂玻璃化溫度的影響
經偶聯劑處理的納米SiO2粒子與環氧樹脂之間的相互作用很強,使體系交聯密度增大、玻璃化溫度提高,有效地提高了復合材料的耐熱性。表面處理后的納米粒子在基體中實際起到了交聯點的作用,一方面其表面的偶聯劑分子與環氧樹脂鍵合,大大提高了界面強度,起到化學交聯點的作用;另一方面其表面有利于環氧樹脂分子鏈的纏結,形成物理交聯。 不同納米SiO2含量對熱固性環氧樹脂基SiO2納米復合材料玻璃化溫度的影響見表4-4。據中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,可以看出納米SiO2的引入使體系玻璃化溫度提高。當納米SiO2含量為3%時,該復合材料的玻璃化溫度達到126.7℃,比環氧樹脂澆注體的高36.5℃。 表4-14 納米Si02含量對熱固性環氧樹脂基Si02納米復合材料玻璃化溫度的影響
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
