納米SiC改性環(huán)氧樹脂膠黏劑性能研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂膠黏劑由于黏結(jié)力強，具有優(yōu)良的機械性能、電絕緣性能、耐化學(xué)腐蝕性能，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是環(huán)氧樹脂存在韌性差，容易開裂，耐熱性差等缺點，由于無機納米粒子往往具有一些特殊性能，在環(huán)氧膠黏劑的改性中運用的越來越多。
　　 本文選用納米SiC對環(huán)氧樹脂膠黏劑進行改性。研究了偶聯(lián)劑KH-560改性納米SiC的制備、納米SiC改性環(huán)氧樹脂膠黏劑的制備及納米SiC的添加量對復(fù)合膠黏劑力學(xué)性能、耐熱性能的影響。通過對試樣進

2、行斷面形貌觀察，探討了納米SiC對環(huán)氧樹脂的增韌改性機理。
　　 本文選用KH-560為改性劑，采用溶液法對納米SiC進行表面改性。得到最佳改性工藝條件為：偶聯(lián)劑濃度2％、偶聯(lián)反應(yīng)溫度70℃、反應(yīng)時間3h。紅外和熱失重分析表明，經(jīng)偶聯(lián)劑改性后，納米SiC表面接枝上了有機物基團。而掃描電鏡和分散性實驗表明，改性后納米SiC團聚現(xiàn)象減少，能在丙酮中實現(xiàn)穩(wěn)定的分散。
　　 本文選用環(huán)氧樹脂E-51和AFG-90為基體樹脂，研究

3、兩者混合比例對黏接強度及耐熱性的影響。結(jié)果表明，混合比例為1:1時可獲得最大的黏結(jié)強度(13.1MPa)和較高的Tg(196℃)。在此基礎(chǔ)上，研究改性納米SiC添加量對環(huán)氧樹脂膠黏劑性能的影響。并與未改性納米SiC進行對比。結(jié)果表明，納米SiC的質(zhì)量為環(huán)氧樹脂的1％時，環(huán)氧樹脂膠黏劑拉伸強度為67.5MPa，彎曲強度為108.9MPa，沖擊強度為15.1kJ.m-2，均達到最大值。使用玻璃鋼片作為被黏物比使用鋼片擁有更強黏結(jié)強度，當(dāng)納米

4、SiC為1％時，拉伸剪切強度達到最大值，分別為20.5MPa、18.6MPa。納米SiC能顯著提高環(huán)氧樹脂的Tg，1％的添加量就可將環(huán)氧樹脂的Tg由196℃提升至216℃，且添加量的多少對Tg的影響不大。
　　 表面改性納米SiC比原始SiC對環(huán)氧樹脂膠黏劑的改性效果更好。1％的添加量時，復(fù)合膠黏劑拉伸強度達到70.8MPa，彎曲強度達到111.4MPa，沖擊強度達到17.2kJ.m-2。同時表面改性納米SiC更能提高膠黏劑的剪

5、切強度，鋼-鋼剪切強度提高至19.7MPa，玻璃鋼-玻璃鋼剪切強度提高至22.8MPa。Tg可達224℃，比純環(huán)氧樹脂的和原始納米SiC改性樹脂分別提高了28℃和8℃。
　　 通過沖擊斷面形貌SEM分析，探討了納米SiC對環(huán)氧膠黏劑的增韌機理?；w樹脂中均勻分散的納米SiC可誘導(dǎo)形成大量銀紋，在材料承受載荷時，銀紋的擴展會吸收大量的能量，從而提高材料的韌性，而使用改性納米SiC時，由于其具有很高的表面活性，可填充進銀紋內(nèi)部，表面