高性能環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-19 05:36
為了滿足環(huán)氧樹脂(EP)在高精端領(lǐng)域應(yīng)用的性能要求,本文通過引入籠型聚倍半硅氧烷(POSS)、納米氧化鋅、氧化石墨烯(GO)等改性劑制備了綜合性能優(yōu)異的三元環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,并對(duì)其力學(xué)性能、抗紫外輻射性能和導(dǎo)熱性能進(jìn)行了測試與表征。本文首先制備了三種帶有不同官能團(tuán)的POSS的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,對(duì)比探究了 POSS增韌環(huán)氧樹脂的機(jī)理及影響因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由于Methacryl-POSS/EP在環(huán)氧樹脂基體中有更好的分散性,并且官能團(tuán)具有更長的分子鏈可以與基體有更高的交聯(lián)強(qiáng)度,因此其比其他兩種POSS對(duì)環(huán)氧樹脂的增韌效果更好。掃描電子顯微鏡形貌(SEM)分析與力學(xué)性能測試結(jié)果相吻合。熱重分析表明,環(huán)氧樹脂的熱降解機(jī)理沒有發(fā)生變化,加入POSS納米粒子對(duì)其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性沒有明顯影響。根據(jù)以上研究基礎(chǔ),為了提高環(huán)氧樹脂在戶外應(yīng)用時(shí)的抗紫外性能,采用溶液共混法將制備了 Vinyl-POSS-ZnO/EP抗紫外增韌復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過紫外光輻射處理后,純環(huán)氧樹脂體系的彎曲強(qiáng)度值降低了 20.7%,沖擊強(qiáng)度值降低了 20.3%。然而,添加1.OphrVinyl-POSS和2.0phrZn...
【文章來源】:山東科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1.(a)DP-POSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)式,(tORiSOV-POSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)式,R2為M-POSS??的化學(xué)結(jié)構(gòu)式??
POSS/EP復(fù)合材料的制備與力學(xué)性能表征??合材料的力學(xué)性能和POSS對(duì)環(huán)氧樹脂的增軔機(jī)理在本章進(jìn)行了表征和討論。??圖2.丨展示了三種POSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。??(a)?R、,R??〇^Si^?^-Si?SU〇??R^^0^sirV°S-srR??J:l?1%??R,、一'?R-—^??(b)?R、?R??U\?\?\??。??R?R??圖2.1.(a)DP-POSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)式,(tORiSOV-POSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)式,R2為M-POSS??的化學(xué)結(jié)構(gòu)式??Fig.?2.1?(a)?Chemical?structures?of?DP-POSS,?(b)?Chemical?structures?of?OV-POSS?(Rl)?and??M-POSS?(R2)??2.2實(shí)驗(yàn)部分??2.2.1試劑與儀器??表2.1實(shí)驗(yàn)試劑??Table?2.1?Experimental?reagents??名稱?純度?生產(chǎn)廠家??Octavinyl-POSS?AR?Aladdin?USA,?LLC??Methacryl-POSS?AR?HYBRID?PLASTIC,?INC??DodecaPhenyl-POSS?AR?HYBRID?PLASTIC,?INC??2-Ethyl-
2.3結(jié)果與討論??2.3.1沖擊強(qiáng)度測試??圖2.3顯示了具有不同POSS含量的三種納米復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度,每個(gè)數(shù)??據(jù)點(diǎn)為三次單獨(dú)測量值的平均值?梢钥闯觯S著POSS含量的增加,納米復(fù)合??材料的沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大值,然后隨著POSS含量的增加沖擊強(qiáng)度逐漸降低。??這是由于POSS分子中柔韌的Si-0鍵可以提高基體的初性,當(dāng)基體受到外力作??用時(shí),POSS顆粒可以作為應(yīng)力轉(zhuǎn)移點(diǎn),避免了應(yīng)力在某一點(diǎn)的集中|45]。當(dāng)加入??的POSS達(dá)到極限值后,基體的沖擊強(qiáng)度出現(xiàn)了下降的趨勢,這是由于POSS納??米粒子在環(huán)氧樹脂基體中發(fā)生了團(tuán)聚現(xiàn)象。如圖2.4材料的斷面SEM圖所示,??過量的DP-POSS(a)和OV-POSS(b)納米顆粒在環(huán)氧樹脂中出現(xiàn)了明顯的團(tuán)聚??現(xiàn)象,團(tuán)聚形成的大顆粒降低了復(fù)合材料的械性能。??^?'?OV-POSS?^?'?DP-POSS??耷?耷?30.JJ??^?30?2J.51?^?30?■?24.9?■1'A?^??0.2?0.4?0.6?0.S?1.0?1.2?1.4?0.4?0?6?0S?10?1.2?1.4?16??Content?(phr)?Content?(phr)??一?40P?3¥
本文編號(hào):3401122
【文章來源】:山東科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1.(a)DP-POSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)式,(tORiSOV-POSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)式,R2為M-POSS??的化學(xué)結(jié)構(gòu)式??
POSS/EP復(fù)合材料的制備與力學(xué)性能表征??合材料的力學(xué)性能和POSS對(duì)環(huán)氧樹脂的增軔機(jī)理在本章進(jìn)行了表征和討論。??圖2.丨展示了三種POSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。??(a)?R、,R??〇^Si^?^-Si?SU〇??R^^0^sirV°S-srR??J:l?1%??R,、一'?R-—^??(b)?R、?R??U\?\?\??。??R?R??圖2.1.(a)DP-POSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)式,(tORiSOV-POSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)式,R2為M-POSS??的化學(xué)結(jié)構(gòu)式??Fig.?2.1?(a)?Chemical?structures?of?DP-POSS,?(b)?Chemical?structures?of?OV-POSS?(Rl)?and??M-POSS?(R2)??2.2實(shí)驗(yàn)部分??2.2.1試劑與儀器??表2.1實(shí)驗(yàn)試劑??Table?2.1?Experimental?reagents??名稱?純度?生產(chǎn)廠家??Octavinyl-POSS?AR?Aladdin?USA,?LLC??Methacryl-POSS?AR?HYBRID?PLASTIC,?INC??DodecaPhenyl-POSS?AR?HYBRID?PLASTIC,?INC??2-Ethyl-
2.3結(jié)果與討論??2.3.1沖擊強(qiáng)度測試??圖2.3顯示了具有不同POSS含量的三種納米復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度,每個(gè)數(shù)??據(jù)點(diǎn)為三次單獨(dú)測量值的平均值?梢钥闯觯S著POSS含量的增加,納米復(fù)合??材料的沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大值,然后隨著POSS含量的增加沖擊強(qiáng)度逐漸降低。??這是由于POSS分子中柔韌的Si-0鍵可以提高基體的初性,當(dāng)基體受到外力作??用時(shí),POSS顆粒可以作為應(yīng)力轉(zhuǎn)移點(diǎn),避免了應(yīng)力在某一點(diǎn)的集中|45]。當(dāng)加入??的POSS達(dá)到極限值后,基體的沖擊強(qiáng)度出現(xiàn)了下降的趨勢,這是由于POSS納??米粒子在環(huán)氧樹脂基體中發(fā)生了團(tuán)聚現(xiàn)象。如圖2.4材料的斷面SEM圖所示,??過量的DP-POSS(a)和OV-POSS(b)納米顆粒在環(huán)氧樹脂中出現(xiàn)了明顯的團(tuán)聚??現(xiàn)象,團(tuán)聚形成的大顆粒降低了復(fù)合材料的械性能。??^?'?OV-POSS?^?'?DP-POSS??耷?耷?30.JJ??^?30?2J.51?^?30?■?24.9?■1'A?^??0.2?0.4?0.6?0.S?1.0?1.2?1.4?0.4?0?6?0S?10?1.2?1.4?16??Content?(phr)?Content?(phr)??一?40P?3¥
本文編號(hào):3401122
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