有機(jī)累托石環(huán)氧樹脂toa復(fù)合體系固化機(jī)理及流變性能研究【開題報告】

1、開題報告開題報告化學(xué)化學(xué)有機(jī)累托石有機(jī)累托石環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂TOA復(fù)合體系固化機(jī)理及流變性能復(fù)合體系固化機(jī)理及流變性能研究研究一：選題的背景與意義凡分子結(jié)構(gòu)中含有環(huán)氧基團(tuán)的高分子化合物統(tǒng)稱為環(huán)氧樹脂，固化后的環(huán)氧樹脂具有良好的物理化學(xué)性能，它對金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度，介電性能良好，變定收縮率小，是當(dāng)前市場上應(yīng)用較為廣泛的熱固性樹脂之一，被廣泛用于機(jī)械、電子電氣、航空航天、化工、交通運(yùn)輸、土木建筑等領(lǐng)域[12][13][

2、14]，但是由于其固化物脆性大、沖擊性能差，易開裂和耐濕熱性能不足[14]，限制了環(huán)氧樹脂的進(jìn)一步推廣。累托石，是一種罕見的規(guī)則層狀鋁硅酸鹽礦物。它由二八面體云母和二八面體蒙脫石按1∶1間層排列組成[4][5]。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其既有類似蒙脫石的陽離子交換性、分散性、吸水膨脹性、懸浮性和膠體性能，又有類似云母的熱穩(wěn)定性、耐高溫性[6][7]。累托石具有很高的熱穩(wěn)定性，初始層間距更大，更有利于進(jìn)行有機(jī)改性和聚合物插層，層間電荷較低，片層間

3、結(jié)合力小，也更易于分散、插層和剝離。因此，研究以累托石為改性劑制備聚合物粘土納米復(fù)合材料，無論是在理論研究，還是實際應(yīng)用中都具有非常重要的意義。聚合物粘土納米復(fù)合材料（PCN）是指聚合物為基體，層狀硅酸鹽粘土以納米尺度均勻分散于聚合物基體中的新型聚合物納米復(fù)合材料。這種材料真正實現(xiàn)了無機(jī)相在有機(jī)基體中的納米級分散、有機(jī)與無機(jī)相界面強(qiáng)的結(jié)合，能夠?qū)o機(jī)粘土的剛性、尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性與聚合物的韌性、可加工性及介電性完美地結(jié)合起來[1]，因

4、而具有傳統(tǒng)的聚合物無機(jī)填料無法比擬的優(yōu)點[1][2]。層狀硅酸鹽粘土在我國有豐富的資源，價格低廉。且粘土粒子在與單體聚合或聚合物熔體混合的過程中剝離成納米尺寸的結(jié)構(gòu)片層，能均勻分散到聚合物基體中[3]。關(guān)于粘土的有機(jī)改性劑報道最早和較多的是烷基銨鹽和季銨鹽。Lan等[9][10]考察了一系列有機(jī)土在環(huán)氧樹脂中的插層情況，發(fā)現(xiàn)蒙脫土經(jīng)過環(huán)氧插層后所能達(dá)到的層間距與蒙脫土中的有機(jī)陽離子的鏈長有關(guān)，與有機(jī)土的原層間距無關(guān)。有機(jī)銨鹽鏈長越長，插

5、層后的間距越大。X.Knmann等[11]發(fā)現(xiàn)，粘土的離子交換量影響納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)。在較低的CEC下，在環(huán)氧樹脂與蒙脫土混合而環(huán)氧樹脂沒有固化前，蒙脫土片層已經(jīng)剝離；在較高的CEC下，蒙脫土片層在這個階段不能剝離。優(yōu)化工藝條件有機(jī)累托石改性劑分散制漿Na基累托石有機(jī)改性抽濾洗滌烘干研磨圖1溶液法制備有機(jī)累托石流程圖溶液法制備有機(jī)累托石流程圖2、制備有機(jī)累脫石環(huán)氧樹脂復(fù)合材料及性能表征擬環(huán)氧樹脂與有機(jī)粘土混合浸潤，環(huán)氧樹脂分子進(jìn)入到有

6、機(jī)累托石片層間，使其層間距擴(kuò)大。然后固化劑進(jìn)入到累托石片層間，發(fā)生交聯(lián)放熱反應(yīng)，克服粘土片層間的范德華力，使其剝離成單片結(jié)構(gòu)均勻分散在環(huán)氧樹脂的基體中。圖2為復(fù)合材料實驗原理圖2通過XRD較系統(tǒng)研究各種條件下復(fù)合材料的插層或剝離情況，結(jié)合透射電鏡觀察粘土在橡膠中的分散狀態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)，掃描電鏡觀察復(fù)合材料的拉伸斷面進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。通過流變儀研究復(fù)合材料的流變性能。四：研究總體安排與進(jìn)度2009年11月15日前確定題目2009年11月16日—