环氧树脂%2f钠基膨润土复合材料制备和性能的研究

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1、环氧树脂/钠基膨润土复合材料的制备和性能研究重庆大学硕士学位论文学生姓名：粟笛指导教师：牟其伍副教授专业：材料物理与化学学科门类：工学重庆大学数理学院二OO八年五月PreparationandStudyonPropertyofEpoxy+Resin/Na-BentoniteCompositeAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineerbySuDiJinLeiSupervisor:AssociateProf.Mo

2、uQiWuProf.WangXinqigMajor:MaterialPhysicsandChemistryCollegeofMathematicsandPhysicsofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2008重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要环氧树脂由于具有粘接性好，电绝缘性好，固化收缩率小，价格低廉等优点，广泛地应用于军事、航空航天、建筑、电子电器领域。但是因为它脆性较大，耐热温度较低的不足使得环氧树脂的应用受到一定的限制。因此，对环氧树脂进行增韧增强的改性研究成为了国际、国内的热门课题。目前的改性方法在增加了材料韧性的同时

3、，却又降低了材料的耐热性。近年来，随着国内外硅酸盐科学的迅猛发展，将层状硅酸盐通过有机插层复合的方法与聚合物高分子进行复合，制备有机-无机杂化材料，发挥有机物、无机物各自的优异性能的研究为环氧树脂的改性提供了新的思路。本文首先对钙基膨润原土进行钠化处理，制得钠基膨润土。实验结果表明：按照最佳实验方案：以碳酸钠作为钠化剂，用量3%，钠化反应温度70℃，钠化反应时间2.0h所制备的钠基膨润土的特性均优于原土。本文利用大分子链烷基胺对钠基膨润土进行了有机化改性，XRD测试表明运用有机插层剂对钠基膨润土进行插层可以明显增大其层间距，按照优化工艺所制备的有机膨润土的层间距最大，比

4、钠基膨润土提高了48%，FTIR和TGA测试表明有机膨润土保持了硅酸盐基本骨架，同时有机物的亚甲基基团已经进入到层间结构中，有利于其和有机相的相容和分散；本文利用环氧树脂/有机膨润土/酸酐固化剂制备了复合材料，实验发现，选取固化剂用量为环氧树脂质量的90%，将有机膨润土与固化剂体系先进行搅拌混合，有利于膨润土在复合材料中较好地分散和提高其综合性能。复合材料的最佳固化工艺为固化时间150min、固化温度100℃、脱泡时间15min；XRD测试表明，复合材料一级衍射峰均已消失，环氧树脂的插层使膨润土层间距增大，部分膨润土已达到剥离的程度；在有机膨润土含量为3%~4%时，复合

5、材料的拉伸强度和冲击强度达到最佳，均优于未改性环氧树脂；材料断面的SEM图表明，环氧树脂的断面较为光滑平整，为典型脆性断裂，复合材料的断面引发有较多银纹，呈现韧性断裂特征；TGA实验表明，复合材料的初始热分解温度比纯环氧树脂提高了11.6℃，说明复合材料的耐热性较纯环氧树脂有所改善；复合材料的介电强度在有机膨润土含量为3%～5%时达到最大，比纯环氧树脂有所提高，介电性能也有所改善。关键词：环氧树脂，膨润土，有机化改性，聚合插层，增韧耐热I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTEpoxyresiniswidelyusedinthemilitaryaffairs、av

6、iationaerospace、structure、electricsandelectricequipmentandsoonbecauseofit’sexcellentpropertiessuchassplice,insulation,lowcontractionandlowprice.Butbecauseofit’sfragilityandtherelativelylowtemperatureofthermalstability,itsuseislimitedinsomefields.Sohowtoenhanceit’stoughnessandintensityhas

7、becomethehotissuesinternationallyanddomestically.Therecentmodifyingmethodsenhancedthematerials’toughnessmeanwhilelowedthematerials’thermalstability.Inrecentyears，becauseofthefastdevelopmentofscienceofsilicate,tocompositethepolymerandsilicatewiththeorganicModificationtopre