1. 研究目的与意义
不饱和聚酯塑料具有良好的加工性、电绝缘性和耐热性,在低压电器、汽车电器等领域有着广泛应用。但是不饱和聚酯塑料在使用中仍存在着在高低温下和交变应力下韧性不足等缺点。纳米Si02由于颗粒尺寸的微细化,比表面积急剧增加,与聚合物结合能力强,对聚合物的物理、化学性能产生特殊作用。因此在不饱和聚酯中加入纳米材料是制备高性能复合材料的重要手段之一。近年来纳米Si02增强聚合物基复合材料的研究报道中,我们发现虽然纳米Si02/聚合物基复材料既融合了纳米Si02的纳米特性性,又保留了uP树脂网络交联的特点,但其缺点也很明显:由于纳米Si02易于团聚,且和基体材料化学异质,造成复合材料的界面性能较差,所得复合材料的性能不佳;纳米Si02的增强效果得不到充分的发挥;往往需要复杂的化学改性。因此纳米Si02与树脂基体的界面粘结问题一直是学术界关注和探讨的问题。
2. 国内外研究现状分析
张毅等用纳米Si02对UP进行填充改性。发现用量6%的纳米Si02对UP的增强、增韧效果最好;当纳米Si02用量为4%~6%时,UP/纳米Si02复合材料出现了明显的脆韧转变,Tg较纯UP高。周文英等用纳米Si02粒子对298NUP进行增强、增韧改性。发现随纳米Si02用量的增加,UP的凝胶时间、粘度增大;纳米Si02用量为0.5%时,体系出现脆性转变现象;纳米Si02用量为3%时,拉伸强度和断裂伸长率各提高约33%和60%。
3. 研究的基本内容与计划
采用共混工艺制备Si02/UP共混复合材料。通过静态力学、动态力学、热膨胀分析、热重分析等手段研究了纳米Si02的用量、处理方法及与玻璃纤维混杂增强等对复合材料冲击强度、弯曲强度、弯曲模量、动态转变、玻璃化转变温度、线膨胀系数、热分解温度、耐磨性的影响,同时还考察了材料的电阻率和耐水性能。
4. 研究创新点
各国学者对纳米二氧化硅增强聚合物基复合材料做了大量研究工作,
但是有关于纳米Si02改性UP树脂基础研究的详细资料鲜为少见。为此,本文对处理前后纳米Si02的形态结构和热性能进行了分析,提出了各项基础数据,希望能够为纳米Si02的进一步开发和利用提供参考。主要借助红外光谱(IR)、nanoZS90i型纳米粒度等手段,研究了硅溶胶、纳米Si02以及Si02/UP原位聚合树脂的化学结构和粒径的变化。
