新闻资讯

新闻资讯

环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的合成研究

    环氧树脂/MMT纳米复合材料,EP树脂基体中分散有一定量的层状无机纳米粒子。因纳米粒子独有的特性,如小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,致使有机/无机两相在纳米尺寸范围内复合,两相之间界面积非常大,界面间具有很强的相互作用;此时两相间的界面不同于普通有机/无机复合,清晰尖锐的相界面变得模糊(漆宗能等,2002)。这种界面结构上发生的变化,对复合材料的宏观性能,尤其是介电性能产生明显的影响(葛金龙等,2009)。

    将EP预热,使其粘度降低,称取适量EP。按一定质量分数称取经干燥处理的Cloisite(R)15A,溶剂氯苯与Cloisite(R)15A的质量比为70∶1,用手摇晃使其充分混合,然后放置于超声波清洁水浴中,分散30min。之后将其与EP按照1%、3%、5%、7%、9%、11%比例混合搅拌一定的时间,在120℃温度控制条件下,使其混合均匀,持续3h,使得溶剂氯苯彻底挥发。此时,在机械搅拌的作用下,大量的气体混入熔体混合物中,熔体透光性较差,色泽很浅,但不透明。在保温条件下,加入固化剂液态三亚乙基四胺EPIKURETM3234(环氧树脂∶EPIKURETM3234质量比为100∶13),对熔融混合物进行抽空脱气,脱除气泡后的熔体色泽变深,但透光性良好,呈透明状。将经过抽空的混合体系降温至70℃。然后再次减压抽空脱除气泡,直到体系内无明显的气泡为止。此时混合物呈较浅的暗红色,色泽均一、透明。反复抽空脱除混入体系中的空气是制备试样必不可少的重要步骤。若缺少这一步,混合物中必将残留大量气泡在固化后的试样上。将熔体倒入10cm×7.5cm×1.5cm的钢模中,钢模四周及顶底板均放置特氟龙薄膜,放置于电热板上。首先,加压,维持压力10.5MPa、温度为25℃、2h;然后,升高温度至45℃,1h;最后,恢复至常压常温,8h。

    将样品切割成4.00cm×4.00cm,测试其电容。测试仪器:QuadTech7600PRECISIONRLCMETER。介电常数计算公式εr=CL/ε0S式中:L-试样厚度,单位m;C-材料的电容,单位F;S-电极有效面积,单位m2;ε0-真空介电常数,8.85×10-12F/m。测试条件:频率1.0kHz、电压1.000V。用不同比例改性蒙脱石制得的改性蒙脱石/环氧树脂复合材料的电容及计算的介电常数见表1。

环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的合成研究

    由表1可知,纯的环氧树脂加入固化剂固化后其介电常数为4.31,在改性蒙脱石含量为1%~7%之间,随着蒙脱石含量的增加,其介电常数不断增大,当蒙脱石含量为7%时,其介电常数达到最大215.35,然而,蒙脱石含量继续增加,其介电常数反而下降,说明蒙脱石的最佳加入量为7%。

    利用经有机化改性的蒙脱石与通过插层聚合进行复合可有效提高基体的介电性能,有机化试剂与蒙脱石片层的界面作用对复合材料的性能有显著的影响。界面作用强时,对复合材料性能的改善效果更好。初步研究结果表明:有机蒙脱石对环氧树脂介电性能的改性作用可能与呈纳米尺度分散的有机蒙脱石片层引起环氧树脂基体发生“掀离”和“纤维拔出”效应有关。

添加时间:2011-01-05 11:35:14       点击次数:2218      文章来源: