纳米二氧化硅增韧改性环氧树脂的研究

发布时间：2017-04-02 20:06

  本文关键词：纳米二氧化硅增韧改性环氧树脂的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 环氧树脂是重要的热固性树脂，具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能和防腐性能，而且固化收缩率低，易加工成型和成本低廉，在胶粘剂、重防腐涂料、电子电气绝缘材料、增强材料及先进复合材料等领域得到广泛应用。但环氧树脂，特别是低分子量环氧树脂，固化时交联密度高，涂膜很脆，柔韧性很差，耐冲击性能、抗剥离性能不好，影响环氧涂膜的附着力和防护性能，限制了环氧树脂在某些高新技术领域的应用。如何在保持环氧树脂优异性能的前提下，对环氧树脂进行增韧改性是中外研究人员很热门的研究课题，也是拓展环氧树脂应用领域的关键所在。 本文在加热条件和促进剂作用下，，利用纳米二氧化硅对低分子量环氧树脂进行化学改性，使纳米二氧化硅表面硅醇基(Si-OH)和环氧树脂中环氧基产生化学键接反应。通过改性环氧树脂产物的稳定性试验和粘度的检测，以及改性环氧树脂产物固化涂膜的附着力、耐冲击、柔韧性、耐盐雾和交联密度等常规性能的评价，确定了改性反应的工艺条件：反应温度控制在150℃左右；反应时间控制在2～3h；促进剂A的用量控制在0.10％～0.30％；纳米二氧化硅L20的加入量控制在5％～15％。 本文利用微机电子万能试验机进行拉伸试验，测试了改性环氧树脂涂膜的拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量等力学性能，并利用扫描电子显微镜(SEM)对涂膜冲击断面进行了表面形貌分析研究，对增韧机理进行了探讨，对涂膜其他性能也进行了检测，结果表明，改性环氧树脂涂膜柔韧性有很大改善，增韧的关键是环氧树脂的接枝率，环氧树脂增韧改性后，其他性能得到很好的保持。 最后，利用红外光谱(IR)对改性环氧树脂进行了微观结构表征，研究了改性环氧树脂表现出的宏观特性，并对改性反应机理进行初步探讨，研究结果表明，在改性环氧树脂中有新的硅氧碳键(Si-O-C)产生，形成了无机—有机结构。
【关键词】：低分子量环氧树脂 纳米二氧化硅 增韧改性 化学键接
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TB383.1;TQ323.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 前言8-24
• 1.1 环氧树脂在重防腐涂料领域的应用8
• 1.2 环氧树脂的结构及性能特点8-9
• 1.3 环氧树脂的增韧改性9-16
• 1.4 纳米材料概述16-22
• 1.5 课题研究的目的和意义22
• 1.6 课题研究的主要内容22-23
• 1.7 课题研究的技术路线23-24
• 第二章 试验仪器、原料及方法24-30
• 2.1 主要试验仪器设备24
• 2.2 主要试验材料24
• 2.3 环氧树脂改性试验工艺流程24-25
• 2.4 环氧树脂的改性试验25
• 2.5 二氧化硅的检测25
• 2.6 沉降量的测定25-26
• 2.7 改性环氧树脂的提取分离试验26-27
• 2.8 改性产物粘度的检测27
• 2.9 环氧树脂环氧当量(环氧值)的检测—盐酸丙酮法27-28
• 2.10 涂膜性能检测试验28-29
• 2.11 树脂和涂层的微观表征检测试验29-30
• 第三章 二氧化硅增韧改性环氧树脂的合成研究30-45
• 3.1 二氧化硅改性环氧树脂的合成30
• 3.2 环氧树脂和二氧化硅粉体的选择30-34
• 3.3 反应工艺条件对改性反应的影响34-38
• 3.4 纳米二氧化硅的用量对改性反应的影响38-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 改性环氧树脂性能的研究45-61
• 4.1 改性环氧树脂的柔韧性能研究45-54
• 4.2 改性环氧树脂涂膜其他性能的研究54-59
• 4.3 改性环氧树脂的固化剂适应性能59-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 改性环氧树脂的结构表征和改性机理研究61-70
• 5.1 改性环氧树脂结构的宏观表征61-63
• 5.2 改性环氧树脂结构的微观表征63-65
• 5.3 改性反应机理的初步研究65-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第六章 全文主要结论及研究工作展望70-72
• 6.1 主要结论70-71
• 6.2 研究工作展望71-72
• 参考文献72-76
• 附录76-77
• 致谢77

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吕文晏;程俊华;闻荻江;;硅改性环氧树脂复合材料的研究进展[J];材料导报;2011年S1期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 艾常春;硅芯片封装用球形SiO_2与环氧树脂复合材料的制备工艺与性能研究[D];武汉大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 张玉芬;微米Al_2O_3/环氧树脂的固化与放气行为及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 王茹;纳米二氧化硅对LDPE的改性研究[D];北京印刷学院;2009年

3 孙鹤;对芴基环氧树脂的增韧改性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

4 何延如;以纳米BN为添加剂的导热胶的制备与性能研究[D];河北工业大学;2010年

5 任丹凤;纳/微米增强材料增韧环氧胶粘剂研究[D];湖南大学;2010年

6 杨亮亮;超细二氧化硅表面接枝超支化聚合物研究[D];武汉工程大学;2012年

7 刘海;水性环氧涂料制备及防腐性能研究[D];沈阳理工大学;2012年

8 孙鹏;有机硅改性环氧丙烯酸酯超薄钢结构防火涂料的研制[D];沈阳理工大学;2013年

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本文编号：283066