納米粒子改性環氧樹脂溶膠凝膠法制造技術

一種納米粒子改性環氧樹脂溶膠凝膠法，其特征：在共溶體系中使無機納米粒子的前驅物如原硅酸酯或金屬烷氧基化合物等水解和縮合得溶膠，只要控制體系pH值、溶劑、反應物濃度、催化劑用量及溫度等因素，在凝膠形成與干燥過程中聚合物不發生相分離，就可制得有機納米復合物，該法特點是反應合成溫度低，成分容易控制，允許摻雜大劑量的無機物和有機物、顆粒細、純度高、兩相分散均勻性好、工藝設備簡單等，該法目前最大問題在于凝膠干燥過程中，由于溶劑、水等小分子的揮發使得材料干燥時收縮性大可能導致脆裂。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種納米粒子改性環氧樹脂，尤其是一種納米粒子改性環氧樹脂溶膠凝膠法。
技術介紹
目前，環氧樹脂是一種綜合性能優異的熱固性樹脂，因其粘結性好、穩定性強、收縮性小和電絕緣性好等優良特性而廣泛應用于機械化工、電子電氣等領域，但是環氧樹脂的固化物脆性大、沖擊強度低、易開裂、不耐疲勞等缺點而限制了其進一步的應用。在環氧樹脂中引入納米粒子進行改性被證明是一種十分有效的改性方法，引起了國內外學者的廣泛重視。近20年來，隨著納米復合材料的出現和納米復合技術的形成，使環氧樹脂的改性研究工作進入一個全新的時期。由于納米材料的表面非配對原子多，可與環氧樹脂發生物理或化學結合，增強粒子與基體的界面結合，從而可承受一定的載荷，既增強又增韌。本文系統地論述了環氧樹脂基的納米復合材料的研究發展概況，主要包括無機納米粒子結構特性，以及環氧樹脂基納米復合材料的制備方法、固化機理、性能、作用機制等方面的研究進展。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提供一種納米粒子改性環氧樹脂溶膠凝膠法。一種納米粒子改性環氧樹脂溶膠凝膠法，溶膠凝膠法的基本原理是在聚合物存在的前提下，在共溶體系中使無機納米粒子的前驅物如原硅酸酯或金屬烷氧基化合物等水解和縮合得溶膠，只要控制體系PH值、溶劑、反應物濃度、催化劑用量及溫度等因素，在凝膠形成與干燥過程中聚合物不發生相分離，就可制得有機納米復合物。該法特點是反應合成溫度低，成分容易控制，允許摻雜大劑量的無機物和有機物、顆粒細、純度高、兩相分散均勻性好、工藝設備簡單等。該法目前最大問題在于凝膠干燥過程中，由于溶劑、水等小分子的揮發使得材料干燥時收縮性大可能導致脆裂。具體實施例方式一種納米粒子改性環氧樹脂溶膠凝膠法，溶膠凝膠法的基本原理是在聚合物存在的前提下，在共溶體系中使無機納米粒子的前驅物如原硅酸酯或金屬烷氧基化合物等水解和縮合得溶膠，只要控制體系PH值、溶劑、反應物濃度、催化劑用量及溫度等因素，在凝膠形成與干燥過程中聚合物不發生相分離，就可制得有機納米復合物。該法特點是反應合成溫度低，成分容易控制，允許摻雜大劑量的無機物和有機物、顆粒細、純度高、兩相分散均勻性好、工藝設備簡單等。該法目前最大問題在于凝膠干燥過程中，由于溶劑、水等小分子的揮發使得材料干燥時收縮性大可能導致脆裂。環氧樹脂基納米復合材料的形成機理納米粒子的存在賦予環氧樹脂很高的力學性能，其強度、剛度、韌性、耐熱性都有很大提高，具體表現在材料的沖擊強度、拉伸強度、彈性模量的增大及玻璃化溫度的提高。納米粒子的加入使復合材料的沖擊強度得以大幅度提高，其作用機理較普遍接受的觀點是SD，或TD，等納米粒子均勻地分散在環氧樹脂中，基體受到外力沖擊時，粒子與基體之間就會產生銀紋，吸收一定的形變功粒子間的基體也產生塑性變形，吸收一定的沖擊能。銀紋在樹脂中擴散時，受到粒子的阻礙和鈍化而最終停止，制止了破壞性開裂，基于以上兩方面的作用，實現了增韌。隨著粒子的微細化，其比表面積增大，粒子與基體之間的接觸面亦增大。當材料受到外力沖擊時會產生更多的銀紋及塑性變形，從而吸收更多的沖擊能，增韌效果提高。但是，當粒子加入量達到某一臨界值時，粒子之間過于接近，會形成團聚體，在外力沖擊時就會產生更大銀紋及塑性變形，從而發展成宏觀開裂，沖擊強度反而下降。納米粒子的加入可以提高基體的拉伸強度，這是由于納米粒子與環氧樹脂發生物理或化學的結合，增強了界面粘接力，并且納米粒子可承擔一定的載荷，使復合材料的拉伸強度增加，同時提高了基體的彈性模量。對于微粒增強復合材料，載荷是由基體和微粒共同承擔的，微粒以機械約束方式限制基體的運動和變形，從而產生強化效果。微粒束縛作用的程度和微粒間隙、微粒性能及基體性能有關。納米粒子加入到環氧樹脂中，由于納米粒子與 環氧樹脂之間存在強相互作用，使得環氧樹脂玻璃化溫度升高。表面處理后的納米粒子，在基體中實際起到交聯點的作用，有利于環氧樹脂鏈的纏結，形成物理交聯；同時，其表面處理劑與基體鍵合，形成填充粒子與基體間良好的界面結合，起到化學交聯點的作用。因此，隨著納米粒子的加入，交聯密度增大，使玻璃化溫度升高，提高體系的耐熱性。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種納米粒子改性環氧樹脂溶膠凝膠法，其特征：在共溶體系中使無機納米粒子的前驅物如原硅酸酯或金屬烷氧基化合物等水解和縮合得溶膠，只要控制體系pH值、溶劑、反應物濃度、催化劑用量及溫度等因素，在凝膠形成與干燥過程中聚合物不發生相分離，就可制得有機納米復合物。

【技術特征摘要】
1.一種納米粒子改性環氧樹脂溶膠凝膠法，其特征在共溶體系中使無機納米粒子的前驅物如原硅酸酯或金屬烷氧基化合物等水解和縮合得溶膠，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：費金華，
申請(專利權)人：費金華，
類型：發明
國別省市：