杂化粒子增强环氧树脂胶黏剂的制备及性能研究开题报告

 2021-08-14 01:57:48

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着科学技术的快速发展,复合材料的制备及成型工艺越来越成熟,其应用越来越广泛。现如今,聚合物基复合材料正趋向于材料的高性能化,多功能化。而通过有机-无机杂化材料增强聚合物基复合材料是通向这种发展方向的重要途径。环氧树脂胶黏剂是由一种或几种组分经过化学方法或者物理混合的方式形成的一种混合物,其组分主要包括环氧树脂、固化剂、填料、溶剂、增塑剂、增韧剂等。目前,常用的填料主要是无机颗粒(如:CaCO3、SiO2等)。但无机颗粒材料在增强聚合物树脂时,由于极性的不容,两者之间的相容性很差,增强之后的复合材料界面结合较差,力学性能不高,所以在两者复合之前需要对无机颗粒进行表面处理。通常使用偶联剂改性、聚合物包覆以及溶胶-凝胶法对无机颗粒进行表面处理。(如:谭秀民等利用硅烷偶联剂对纳米SiO2进行有效改性,经改性后,团聚在一起的二氧化硅颗粒大部分分散成纳米级粒子。)通过偶联剂改性是最常用、最传统的方法,能够有较好的效果,但不同偶联剂对减小粒子尺寸的效果不同。如:Gun'Ko 等采用三种偶联剂(甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧甲基亚甲基二乙氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷)分别对二氧化硅进行改性,甲基丙烯酰氧甲基亚甲基二乙氧基硅烷在减小粒子尺寸方面比另外两种偶联剂的效果要好。采用聚合物包覆的方法处理无机颗粒,是一种物理包覆,虽然能够增强无机颗粒与树脂间的相容性,但改性剂与无机颗粒间以范德华力连接在一起,与化学键结合相比,键力较弱。如:龙复等人采用一种水性聚合物(羟甲基纤维素,HPMC)对二氧化硅胶粒进行改性。溶胶-凝胶法也存在需控制不同TMA的水解活性及水解体系的局部浓度等诸多不足。

鉴于上述诸多方法的不足之处,本课题采用机械力化学法,通过将有机体与无机颗粒用球磨机研磨,利用物质受到机械力的作用(研磨)时,所产生的机械化学效应:1)物理效应(如:颗粒细化、晶粒细化、比表面积变大等);2)结晶状态的变化(如:晶格畸变、晶格缺陷的产生,结晶程度的降低等);3)化学变化(如:体系反应活化能的降低,化学键的断裂等),诱发改性单体与无机颗粒发生化学反应,制备有机-无机杂化粒子。并用制备的杂化粒子做填料与环氧树脂制备环氧胶黏剂。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容:

(1)有机-无机杂化粒子的制备

通过控制变量法,改变不同的研磨时间、球料比、转速,利用球磨机研磨产生的机械能将二氧化硅分别与甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸甲酯进行反应,制备有机-无机杂化粒子。

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3. 研究计划与安排

2016.02.22-2016.03.01 查阅文献,完成英文翻译。

2016.03.02-2016.03.15 明确研究内容,确定技术方案,并完成开题报告。

2016.03.16-2016.04.20 按照设计方案,制备二氧化硅杂化粒子及环氧胶黏剂,

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]张慧. 机械力化学法制备有机改性二氧化硅及其复合材料的研究[d].武汉理工大学,2014.

[2]任炜. pmma/sio2杂化粉末填充改性聚丙烯的研究[j]. 滁州学院学报,2007,06:62-64.

[3]裘小宁. 超疏水性sio2杂化材料研究进展[j]. 涂料工业,2014,05:75-79.

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