超強韌POSS-環(huán)氧樹脂復合材料的制備與研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂(EP)具有優(yōu)異的力學性能、電器絕緣性、良好的化學穩(wěn)定性和耐磨蝕性，所以廣泛應用于膠粘劑、涂料、電子電器、和航空航天等各個領域。由于EP的抗氧化性能差、脆性、耐熱差，不能滿足某些尖端領域的性能要求，所以要進一步對EP的改性。熱固性環(huán)氧樹脂的納米粒子改性是目前的一個研究熱點。
　　 籠型倍半硅氧烷(POSS)是材料領域令人關注的一個新的納米結構材料，它是指所有分子結構為(RSiO1.5)n（其中，R=H、烷基、芳基或有機官

2、能團）的特殊有機硅化合物，籠型六面體結構是其中最重要的一種，其結構類似SiO2，三維尺寸，內部是Si-O-Si組成的無機骨架，外圍被有機基團包圍著。這種特殊的立體結構賦予倍半硅氧烷化合物獨特的性能，是一種頗具有潛力的高分子材料改性劑。
　　 本論文首先成功地利用旋轉流變儀探究了籠型倍半硅氧烷(POSS)對環(huán)氧樹脂/（孟）烷二胺固化體系的固化交聯(lián)反應動力學的影響，發(fā)現(xiàn)了在EP中引入少量末端含有能參與其固化反應的活性基團的POSS，

3、可以明顯降低EP固化反應活化能，縮短凝膠化時間，且POSS末端活性基團的個數越多，EP固化交聯(lián)反應活化能越低，凝膠化時間越短。論文還考察了考察了POSS在固化過程中的重結晶現(xiàn)象，并表征了POSS/EP復合材料的性能，結果顯示，POSS可降低EP的線性熱膨脹系數，提升EP的儲能模量、玻璃化溫度及熱穩(wěn)定性。最后，論文從微觀尺度對POSS/環(huán)氧樹脂復合材料與鋁合金的粘接作用進行了深入研究。研究表明，在環(huán)氧樹脂中加入POSS可以顯著地改善環(huán)氧樹