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纳米二氧化硅改性环氧树脂胶粘剂的制备(SiO2)
发布时间:2021-04-28     作者:zl   分享到:

纳米二氧化硅改性环氧树脂胶粘剂的制备(SiO2)

先将纳米SiO2(110+5)℃烘箱中预烘1 h除去水分;然后将两种环氧树脂(E-51/TDE-85)混合均匀,并加热至100℃左右,加入纳米 SiO2,采用物理方法,利用高剪切乳化机搅拌30 min左右;随后依次加入计量好的各种助剂;然后将配制好的胶液倒人丙酮中,备用。进行NOL环和直径为150 mm的容器缠绕成型,固化完全后,冷却脱模。

纳米SiO2用量对胶粘剂耐热性能的影响

通过马丁耐热温度的测试,考核了纳米SiO2用量对环氧树脂胶粘剂耐热性能的影响,实验结果如表1所示。由表可知,环氧树脂胶粘剂的耐热性能随着纳米SiO2用量的增加呈先增后降的趋势,且均高于未改性胶粘剂。当w(纳米SiO2)=3%,环氧树脂胶粘剂的开始变形温度和热变形温度均达到大值(分别比未改性胶粘剂高38.9℃9 ℃)。由此可知,添加适量的纳米SiO2,可以有效地提高环氧树脂胶粘剂的耐热性能。

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国产芳纶纤维/环氧复合材料的界面粘接性能

通过复合材料的层间剪切性能考察了国产芳纶纤维与环氧树脂胶粘剂之间的界面粘接性能,NOL环复合材料层间剪切强度的测试结果如图1所示。由图1可知,w(纳米SiO2)=1%~5%,国产芳纶纤维/环氧复合材料的层间剪切强度均高于未改性胶粘剂;w(纳米SiO2)= 3%,复合材料层间剪切强度达到大值,比未改性胶粘剂约高56.8%,说明经过纳米SiO2改性后,国产芳纶纤维与改性环氧树脂胶粘剂之间的界面粘接性能得到提高。另外,NOL环的层间剪切试样破坏面的SEM照片(见图2)也印证了这个结论。

由图2(A)可知,未经纳米SiO2改性的环氧树·脂胶粘剂,其复合材料层间剪切试样破坏形貌呈现纤维整根从树脂基体中脱出,破坏面主要由裸露纤维构成,纤维异常干净且无树脂粘附,表明纤维与树脂的粘接强度较低。由图2(B)可知,3%纳米SiO2改性后的环氧树脂胶粘剂,其复合材料层间剪切试样破坏形貌主要特征是纤维出现微纤化、纤维间的环氧树脂胶粘剂呈锯齿状破坏,表明材料在受力时界面相承受了一定的应力,应力传递到环氧树脂胶粘剂中,使胶粘剂发生内聚破坏。由此说明,改性环氧树脂胶粘剂与纤维之间的粘接强度较高;纳米粒子的加人,能够有效地改善纤维与胶粘剂之间的界面粘接。

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采用直接共混法将经表面处理过的纳米SiO2分散在环氧树脂中,该法不但可满足实验要求,而且设备简单﹑操作方便,可用于工业化连续生产。

环氧树脂胶粘剂中添加适量的纳米SiO2,可有效地提高胶粘剂的热性能。当w(纳米SiO2)=3%,环氧树脂胶粘剂的初始变形温度提高约38.9 ℃;T提高约21.3 ℃

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