纳米粒子改性环氧树脂溶胶凝胶法制造技术

一种纳米粒子改性环氧树脂溶胶凝胶法，其特征：在共溶体系中使无机纳米粒子的前驱物如原硅酸酯或金属烷氧基化合物等水解和缩合得溶胶，只要控制体系pH值、溶剂、反应物浓度、催化剂用量及温度等因素，在凝胶形成与干燥过程中聚合物不发生相分离，就可制得有机纳米复合物，该法特点是反应合成温度低，成分容易控制，允许掺杂大剂量的无机物和有机物、颗粒细、纯度高、两相分散均匀性好、工艺设备简单等，该法目前最大问题在于凝胶干燥过程中，由于溶剂、水等小分子的挥发使得材料干燥时收缩性大可能导致脆裂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纳米粒子改性环氧树脂，尤其是一种纳米粒子改性环氧树脂溶胶凝胶法。
技术介绍
目前，环氧树脂是一种综合性能优异的热固性树脂，因其粘结性好、稳定性强、收缩性小和电绝缘性好等优良特性而广泛应用于机械化工、电子电气等领域，但是环氧树脂的固化物脆性大、冲击强度低、易开裂、不耐疲劳等缺点而限制了其进一步的应用。在环氧树脂中引入纳米粒子进行改性被证明是一种十分有效的改性方法，引起了国内外学者的广泛重视。近20年来，随着纳米复合材料的出现和纳米复合技术的形成，使环氧树脂的改性研究工作进入一个全新的时期。由于纳米材料的表面非配对原子多，可与环氧树脂发生物理或化学结合，增强粒子与基体的界面结合，从而可承受一定的载荷，既增强又增韧。本文系统地论述了环氧树脂基的纳米复合材料的研究发展概况，主要包括无机纳米粒子结构特性，以及环氧树脂基纳米复合材料的制备方法、固化机理、性能、作用机制等方面的研究进展。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种纳米粒子改性环氧树脂溶胶凝胶法。一种纳米粒子改性环氧树脂溶胶凝胶法，溶胶凝胶法的基本原理是在聚合物存在的前提下，在共溶体系中使无机纳米粒子的前驱物如原硅酸酯或金属烷氧基化合物等水解和缩合得溶胶，只要控制体系PH值、溶剂、反应物浓度、催化剂用量及温度等因素，在凝胶形成与干燥过程中聚合物不发生相分离，就可制得有机纳米复合物。该法特点是反应合成温度低，成分容易控制，允许掺杂大剂量的无机物和有机物、颗粒细、纯度高、两相分散均匀性好、工艺设备简单等。该法目前最大问题在于凝胶干燥过程中，由于溶剂、水等小分子的挥发使得材料干燥时收缩性大可能导致脆裂。具体实施例方式一种纳米粒子改性环氧树脂溶胶凝胶法，溶胶凝胶法的基本原理是在聚合物存在的前提下，在共溶体系中使无机纳米粒子的前驱物如原硅酸酯或金属烷氧基化合物等水解和缩合得溶胶，只要控制体系PH值、溶剂、反应物浓度、催化剂用量及温度等因素，在凝胶形成与干燥过程中聚合物不发生相分离，就可制得有机纳米复合物。该法特点是反应合成温度低，成分容易控制，允许掺杂大剂量的无机物和有机物、颗粒细、纯度高、两相分散均匀性好、工艺设备简单等。该法目前最大问题在于凝胶干燥过程中，由于溶剂、水等小分子的挥发使得材料干燥时收缩性大可能导致脆裂。环氧树脂基纳米复合材料的形成机理纳米粒子的存在赋予环氧树脂很高的力学性能，其强度、刚度、韧性、耐热性都有很大提高，具体表现在材料的冲击强度、拉伸强度、弹性模量的增大及玻璃化温度的提高。纳米粒子的加入使复合材料的冲击强度得以大幅度提高，其作用机理较普遍接受的观点是SD，或TD，等纳米粒子均匀地分散在环氧树脂中，基体受到外力冲击时，粒子与基体之间就会产生银纹，吸收一定的形变功粒子间的基体也产生塑性变形，吸收一定的冲击能。银纹在树脂中扩散时，受到粒子的阻碍和钝化而最终停止，制止了破坏性开裂，基于以上两方面的作用，实现了增韧。随着粒子的微细化，其比表面积增大，粒子与基体之间的接触面亦增大。当材料受到外力冲击时会产生更多的银纹及塑性变形，从而吸收更多的冲击能，增韧效果提高。但是，当粒子加入量达到某一临界值时，粒子之间过于接近，会形成团聚体，在外力冲击时就会产生更大银纹及塑性变形，从而发展成宏观开裂，冲击强度反而下降。纳米粒子的加入可以提高基体的拉伸强度，这是由于纳米粒子与环氧树脂发生物理或化学的结合，增强了界面粘接力，并且纳米粒子可承担一定的载荷，使复合材料的拉伸强度增加，同时提高了基体的弹性模量。对于微粒增强复合材料，载荷是由基体和微粒共同承担的，微粒以机械约束方式限制基体的运动和变形，从而产生强化效果。微粒束缚作用的程度和微粒间隙、微粒性能及基体性能有关。纳米粒子加入到环氧树脂中，由于纳米粒子与 环氧树脂之间存在强相互作用，使得环氧树脂玻璃化温度升高。表面处理后的纳米粒子，在基体中实际起到交联点的作用，有利于环氧树脂链的缠结，形成物理交联；同时，其表面处理剂与基体键合，形成填充粒子与基体间良好的界面结合，起到化学交联点的作用。因此，随着纳米粒子的加入，交联密度增大，使玻璃化温度升高，提高体系的耐热性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米粒子改性环氧树脂溶胶凝胶法，其特征：在共溶体系中使无机纳米粒子的前驱物如原硅酸酯或金属烷氧基化合物等水解和缩合得溶胶，只要控制体系pH值、溶剂、反应物浓度、催化剂用量及温度等因素，在凝胶形成与干燥过程中聚合物不发生相分离，就可制得有机纳米复合物。

【技术特征摘要】
1.一种纳米粒子改性环氧树脂溶胶凝胶法，其特征在共溶体系中使无机纳米粒子的前驱物如原硅酸酯或金属烷氧基化合物等水解和缩合得溶胶，...

【专利技术属性】
技术研发人员：费金华，
申请(专利权)人：费金华，
类型：发明
国别省市：