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专题：纳米(六)纳米粒子1

六、纳米SiO2粒子在环氧树脂中的分散工艺研究

(一)前言

环氧树脂是一种常用的热固性树脂，具有优异的机械性能、电性能和化学性能，广泛应用于机械、化工、电子电气和航空航天等领域。但是环氧树脂交联固化后质脆，耐冲击和抗应力开裂的能力较差。在环氧树脂中引入纳米粒子被证明是一种行之有效的方法，已经成为研究的热点中国机械网okmao.com。纳米材料因其独特的表面效应、体积效应，和量子效应而表现出常规填料所不具备的优异性能。但是纳米粒子粒径小、表面能大，极易团聚，粒子间存在有别于常规粒子的作用能(即纳米作用能)，所以如何解决团聚问题，使纳米粒子在基体中达到迅速、均匀分散就成为影响复合材料性能的关键。对纳米SiO2粒子在环氧树脂中的分散工艺进行了研究，考察了超声波振荡和超声波作用时间，对纳米复合材料力学性能的影响，优选出最佳分散工艺。

(二)实验部分

1、原材料

环氧树脂E-51：无锡树脂厂；环氧树脂TDE-85：天津津东化工厂；纳米SiO2：浙江舟山明日纳米材料有限公司；固化剂DDM：上海试剂三厂：稀释剂：上海涂料有限公司；硅烷偶联剂KH-550：南京曙光化工总厂；丙酮：西安试剂厂。

2、实验仪器与设备

超声波清洗机：上海超声仪器厂；BMEl00L型高剪切乳化机：上海威宇机电公司；Instron4505型万能试验机：英国英斯特朗公司；XL20型扫描电子显微镜：荷兰飞利浦公司。

3、纳米SiO2的表面处理

取粒料质量0.5％～1.0％的KH-550，用2～5倍的丙酮稀释后超声波分散30min，加入纳米SiO2充分搅拌、溶解，然后放入烘箱烘干，备用。

4、浇注体的制备

将环氧E-51和TDE-85混合加热至90℃左右，然后加入已表面处理的纳米SiO2，用玻璃棒搅拌、溶解后，采用高剪切和超声波复合分散工艺，然后加入固化剂和稀释剂，真空脱泡后浇入涂有脱模剂并预热好的钢模具中，按一定程序升温固化，冷却脱模后进行力学测试。

5、力学性能测试

拉伸性能：按GB/T2568～1995测试；冲击性能：按GB/T2571～1995测试。

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