TiO2-PU-EP復合材料的制備及性能研究.pdf

1、熱固性環(huán)氧樹脂因其具有突出的耐熱性能、機械性能以及電絕緣性能，被廣泛應用于航空航天、軍用、電子、建筑等諸多領域，在高聚物樹脂領域占主導地位，隨著高新技術的發(fā)展，對環(huán)氧樹脂的綜合性能提出了更高的要求。
　　本文采用環(huán)氧樹脂(EP)作為反應基體，以甲基四氫苯酐(MeTHPA)為固化劑，聚氨酯(PU)為增韌劑，制備PU-EP聚合物。以PU-EP為有機預聚體，經硅烷偶聯劑（KH-550、KH-560和KH-570）和鈦酸酯(TCA201)

2、改性的納米TiO2為無機填料，制備TiO2/PU-EP納米復合材料，其目的是為了增強復合材料的力學性能和耐熱性，最終提高復合材料的綜合性能。
　　采用FT-IR、SEM、XRD和TEM手段表征了納米TiO2經不同偶聯劑改性前后的微觀形貌，結果表明:納米TiO2經過TCA201表面處理后的粒子表面帶有較多的活性基團，粒子松散、粒子間的相互作用減弱，分散更均勻。
　　采用SEM、AFM表征TCA201-TiO2/PU-EP復合材

3、料的聚集態(tài)結構及分散狀態(tài);采用電子萬能拉力試驗機測試復合材料的拉伸性能;采用動態(tài)熱機械分析儀(DMA)觀察復合材料的粘彈性及玻璃化轉變溫度（Tg）;采用熱重分析儀(TGA)測試復合材料的熱性能;并采用耐壓測試儀和介電譜儀對其電性能進行測試及分析。結果表明:nano-TiO2能均勻地分散在環(huán)氧樹脂基體中，具有柔性分子鏈的聚氨酯與帶有活性基團的環(huán)氧樹脂之間通過化學鍵合嵌入環(huán)氧樹脂的交聯網絡中，這種交聯從微觀形貌可以看出形成了“海島式”結構，

4、并且復合材料的剪切強度隨著nano-TiO2摻雜量的增多先增大后下降，當摻雜量為3wt％時，剪切強度達到最大值為27.14 MPa，比未摻雜無機粒子的聚合物基體(22.13 MPa)提高約22.6％;復合材料在20.0℃-86.3℃范圍內為玻璃態(tài)，在86.3℃-100.7℃為玻璃態(tài)轉變?yōu)橄鹉z態(tài)，玻璃化轉變溫度為92.4℃;復合材料的熱分解溫度先上升后下降，當無機TiO2摻雜量為3wt％時，熱分解溫度達到最大為397.82℃，較摻雜前提高