有機累托石環(huán)氧樹脂toa復(fù)合體系固化機理及流變性能研究【文獻綜述】

1、文獻綜述文獻綜述化學(xué)化學(xué)有機累托石有機累托石環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂TOA復(fù)合體系固化機理及流變性能研究復(fù)合體系固化機理及流變性能研究摘要：摘要：本文先是改性累脫石，得到有機累脫石，再與環(huán)氧樹脂結(jié)合成有機累托石環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料，研究了復(fù)合材料的制備、組成、性能，對于推廣環(huán)氧樹脂的應(yīng)用具有一定的意義。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：有機累脫石環(huán)氧樹脂制備流變性能凡分子結(jié)構(gòu)中含有環(huán)氧基團的高分子化合物統(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

2、屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘結(jié)強度，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，被廣泛用于機械、電子電氣、航空航天、化工、交通運輸、土木建筑等領(lǐng)域[12][13][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]。這種獨特的結(jié)構(gòu)使其既有類似蒙脫石的

3、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，更有利于進行有機改性和聚合物插層，層間電荷較低，片層間結(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

4、聚合物納米復(fù)合材料。這種材料真正實現(xiàn)了無機相在有機基體中的納米級分散、有機與無機相界面強的結(jié)合，能夠?qū)o機粘土的剛性、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]，因而具有傳統(tǒng)的聚合物無機填料無法比擬的優(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)于粘土的有機改性劑報道最早和較多的是烷基銨

5、鹽和季銨鹽。Lan等[9][10]考察了一系列有機土在環(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陽離子的鏈長有關(guān)，與有機土的原層間距無關(guān)。有機銨鹽鏈長越長，插層后的間距越大。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，蒙脫土片層有不可逆性。正式強有力的結(jié)合力，有機蒙脫土在比較強烈苛刻的插層工藝過程中，仍具有很好的

6、穩(wěn)定性，保證了蒙脫土結(jié)構(gòu)上的連續(xù)性、穩(wěn)定性，可適用于溶液插層和熔融插層等不同的插層工藝操作。3環(huán)氧樹脂插層復(fù)合材料環(huán)氧樹脂插層復(fù)合材料以環(huán)氧樹脂對粘土進行插層，形成的插層復(fù)合材料。影響環(huán)氧樹脂插層的因素有：環(huán)氧樹脂性質(zhì)、環(huán)氧樹脂固化劑、插層工藝、粘土的陽離子交換容量等。有專利披露[20]使用胺類固化劑固化環(huán)氧樹脂粘土體系時，可使粘土剝離至層間距d0015nm，粘土在環(huán)氧樹脂中的剝離主要是由插入在粘土層間的聚合物固化放熱引起的。但固化到什

7、么程度粘土才開始剝離，漆宗能[1]通過大量實驗證明，使用二對氨苯基甲烷（DDM）為固化劑時，粘土的剝離與所采用的固化溫度無關(guān)，而主要決定于固化進行的程度，在80~160℃范圍內(nèi)的任一溫度下固化，當(dāng)固化接近或達(dá)到凝膠點時，粘土均可全部剝離。ZhiqiShen等[21]對比研究了將環(huán)氧樹脂與有機土直接混合和溶液聚合制備納米復(fù)合材料。結(jié)果表明，環(huán)氧樹脂與有機蒙脫土有很好的相容性，兩種方法制備的納米復(fù)合材料結(jié)構(gòu)差別不大。4復(fù)合材料固化工藝復(fù)合材

8、料固化工藝熱固性樹脂基預(yù)浸料，根據(jù)設(shè)計要求成型后，要進行固化[22]。固化工藝過程使樹脂和纖維進行潤濕與粘合。并通過界面形成一個整體。同樣的樹脂固化體系在不同條件下固化的復(fù)合材料性能相差很大。目前，對于環(huán)氧樹脂純基體的固化工藝研究較成熟，只需研究累托石的加入對體系固化反應(yīng)的影響。主要考察固化劑種類、固化劑添加量、固化溫度、固化時間對復(fù)合材料綜合性能性能的影響。研究復(fù)合材料的流變性能對加工成型的改性具有重要意義。通過流變儀研究復(fù)合材料的流

9、變性能，初步探討其固化機理。5結(jié)論結(jié)論目前，國內(nèi)外發(fā)現(xiàn)在的累脫石礦床不多，人們對于蒙脫石的研究比較多，對新型累脫石的探究比較少，開發(fā)應(yīng)用研究工作正在展開。通過離子液體改性累托石，然后與環(huán)氧樹脂的復(fù)合制備離子液體型有機累托石環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料。其中，如何提高其在粘度較高的環(huán)氧樹脂中的分散問題，優(yōu)化用量等問題，直接關(guān)系到復(fù)合材料的綜合性能，也是值得研究的關(guān)鍵問題。鑒于累脫石的特殊結(jié)構(gòu)、兼有蒙脫石和云母的優(yōu)良物化性質(zhì)及獨特的工藝性能，累脫石