納米SiO2/EP復合材料的制備與性能研究

柯昌銀

(江西現代職業技術學院，江西 南昌 330095)

1 引言

環氧樹脂是三大通用型熱固性樹脂之一，而環氧樹脂中因為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[1-2]。但是固化后的環氧樹脂呈三維網狀結構，具有很高的交聯密度，故其內應力、質脆、耐熱性和耐沖擊性較差，從而限制了環氧樹脂的應用[3-4]。納米粒子具有獨特的表面效應和量子尺寸效應，表現出較高的活性，很容易與環氧樹脂中的某些官能團發生物理或化學作用，可提高復合材料的力學性能和熱性能[5-6]。本文采用摻加納米SiO2粒子增強增韌環氧樹脂，從而提高環氧樹脂的應用范圍。

2 實驗部分

2.1 實驗原料

表1 實驗原料

2.2 樣品制備

用硅烷偶聯劑KH-550對納米SiO2進行表面改性處理，在分散好的SiO2/EP體系中加入固化劑聚酰胺650，并配制成澆鑄液放入真空干燥箱，抽真空5min后將澆鑄液小心地沿著筷子慢慢地從模具中間引流入模具中，這樣可以澆注均勻并盡可能減少氣泡的產生。試樣在室溫下固化3d后，再放入100℃烘箱里烘4h，最后在室溫下冷卻1d，即制得納米SiO2/EP復合材料樣品。將樣品按國標制作成標準試樣，最后進行性能測試。

3 結果與討論

3.1 沖擊強度

采用擺錘式簡支梁沖擊試驗機測試后，測得SiO2/EP復合材料的沖擊強度，如圖1所示。

圖1 納米SiO2摻量及處理方法對環氧樹脂沖擊強度的影響

隨著納米SiO2含量增加，復合材料的沖擊強度先增大后減小。當納米SiO2摻量為3%，并采用偶聯劑對納米SiO2進行表面改性和超聲波分散時，復合材料沖擊強度達到最大，且最大值為18.7KJ/m2，相比純環氧樹脂，其沖擊強度提高了112.5%。……