納米SiO2改性環氧結構膠4
納米SiO2粒徑通常為20~60nm,化學純度高,分散性好,比表面積大,是目前上大規模工業化生產的產量高的一種納米粉體材料,應用涵蓋塑料、橡膠、陶瓷、涂料、膠粘劑等行業眾多生產領域。通過高速研磨制備的納米SiO2改性環氧樹脂結構膠綜合性能優良。納米SiO2對環氧樹脂結構膠有明顯的誘發銀紋的能力,高速研磨的分散工藝簡單,分散效果良好,這種分散方法在結構膠改性領域中有積極的工程推廣和應用價值。
表2為納米SiO2改性環氧樹脂結構膠沖擊斷口的破壞形式,純環氧樹脂的沖擊斷口為齊口沖斷,基體中質量分數為3%以上納米SiO2的斷口被擺錘沖成幾塊,主要因為納米SiO2在基體中能較好地誘發銀紋,受沖擊荷載時裂縫通過銀紋化作用向各個方向展開,使得結構膠吸收的斷裂能增大,沖擊強度有所提高。
表2 納米SiO2改性環氧樹脂結構膠沖擊斷口的破壞形式
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摻混量/% |
0 |
1 |
3 |
5 |
7 |
10 |
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破壞形式 |
齊口斷裂 |
試樣斷成幾塊 | ||||
圖5為基體和納米SiO2改性后結構膠的沖擊斷口。圖(a)、(b)斷口試樣放大5000倍的斷口形貌,在相同的放大倍數下,基體的斷裂都呈塊狀,而含納米SiO2試樣的裂紋比基體的要多十幾倍,納米SiO2誘發的銀紋使基體向各個方向開裂,從而大大地增加了吸收的能量,使得改性后的結構膠的沖擊強度有較大的提高。圖(c)顯示納米SiO2在基體中分散較為均勻,部分納米級裂縫延伸至納米SiO2終止處。不過由于納米SiO2的摻人也會引入部分氣泡,氣泡量的多少跟納米SiO2的摻混量有關,環氧樹脂在納米SiO2摻混量超過3%以后沖擊強度的下降與此有關。質量分數為5%的納米SiO2環氧樹脂的觸變性已經非常明顯,在澆鑄試件的過程中,因為兩組分攪拌而混入的很多氣泡在觸變性大的膠體中已經不能自動溢出。另外,納米SiO2的摻混量增大團聚的可能性也增大,也是沖擊強度下降的原因之一。環氧樹脂結構膠的沖擊強度反映其在受到沖擊荷載作用瞬間吸收能量的能力以及間接反映基體的韌性。環氧樹脂是一種脆性材料,脆性較大是其缺點之一。綜合沖擊實驗的各種分析,納米SiO2在環氧樹脂里面誘發銀紋的能力明顯,改善了環氧樹脂的脆性,對環氧樹脂有一定的增韌作用。











































