纳米氧化锌改性环氧树脂的性能研究

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1、纳米氧化锌改性环氧树脂的性能研究周茗萱李文翔高念宋子强管蓉湖北大学化学化工学院摘要：选用纳米氧化锌（ZnO）改性环氧树脂性能，首先用硅烷偶联剂KH-550对纳米ZnO进行表面修饰，改善了环氧树脂和纳米ZnO的界面相容性，然后用红外光谱（FTIR）表征了表面修饰纳米ZnO的结构。用差示扫描量热法（DSC）、热失重分析法（TG）和力学性能测试研究了纳米ZnO表而修饰前后和含量对环氧树脂的玻璃化温度（T）、热稳定性和力学性能的影响，用扫描g电子显微镜（SEM）观察了加入纳米ZnO环氧固化物的脆断断面的形貌。结果表明，加入0.8质

2、量份（100质量份环氧树脂中的加入量，下同）表面修饰的纳米ZnO后环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度和冲击韧度分别提高了26%、20%和63%,人提高了20°C,最快分解温度提前了20°Co关键词：纳米氧化锌;表面修饰；环氧树脂;性能;作者简介：周茗萱（1993-），女，硕士研究生，主要从事环氧树脂的改性研究。E-mail:552126615@qq.com。作者简介：管蓉（1956-），女，博士，教授，博士生导师，E-nia订:rongguan@hubu.edu.cn。毕业于四川大学高分子材料专业，师从著名的高分子材料专家徐僖院

3、上，现在湖北大学化学化工学院工作，武汉粘接学会名誉理事长。主要从事高分子材料结构性能、聚合物乳液、胶粘剂、涂料、高分子材料成型加工和燃料电池质子交换膜等方面的研究。先后主持、承担和参与国家七五和八五攻关项目，国家863计划，国家自然科学基金项目，中国-福特发展基金项目，国家教委项目等，是美国和澳大利亚的国家公派访问学者，发表论文300余篇，其中多篇被SCI和EI收录，有多项授权发明专利。收稿日期：2017-05-13Propertiesofepoxyresinmodifiedwithnano-ZnOZHOUMingzXua

4、nLIWen-XiangGaoNianSONGZi-QiangGUANRongCollegeofChemistryandChemicalEngineering,HubeiUniversity;Abstract：Theepoxyresinwasmodifiedbyusingthenano-ZnO.Thesurfacemodificationofnano-ZnOwasperformedwiththesilanecouplingagentKH-550toimprovetheinterfacialcompatibilitybetw

5、eennano-ZnOandepoxyresin,andthestructureofthesurfacemodifiednano-ZnOwascharacterizedbyFTIR.Theeffectsofcontentsofunmodifiedandmodifiesnemo-ZnOontheTg,thermostabilityandmochanicalproperticsoftheepoxyresinwereinvestigatedbyDSC,TGandtensiletests,andthemorphologyofthe

6、brittlefracturesurfaceswereobservedbySEM.Theresultsshowedthatcomparedwiththepureepoxyresin,thetensilestrength,flexuralstrength，impactstrengthandTgofthemodifiedE51epoxyresincontaining0.8phrmodifiednano-ZnOincreaseby26%,20%,63%and20°C,respectively,andthemaximumdecom

7、positiontemperaturewasadvancedby20°C.Keyword：nano-ZnO;surfacemodification;epoxyresin;property;Received：2017-05-13环氧树脂（EP）是一种重要的热固性树脂，在环氧树脂基体内引入第2相来增韧环氧树脂是目前研究的热点之一。纳米ZnO具有价格低廉、无毒无害的优点，广泛应用于涂料、催化剂、电子工业、气敏传感器等领域。本文选用纳米Zn0改性环氧树脂，但是未经修饰的纳米Zn0具有较高的表面能，极易团聚，与环氧树脂相容性较差，因

8、此要制得性能优异的纳米复合材料，ZnO在环氧树脂中的分散极为重要固。硅烷偶联剂水解后形成硅耗基可以与纳米Zn0表面的耗基形成化学缩合，另一端的氨基还可以参与到环氧固化的交联中去，从而达到改善环氧树脂性能的目的。本文用KH-550硅烷偶联剂对纳米Zn0进行表面修饰，釆用DSC、TG、材料试验机和SEM研究