lloo911 发表于 2014-10-31 15:12:22

晶須環氧樹脂力學機能抗靜電性綜述

   慧聰涂料原料網訊:摘要:晶須因其直徑小、長徑比大,具有高強度、高模量及耐熱性優良等特性,在高分子材料改性中有著獨特的作用。環氧樹脂因其具有強度高、粘結性好、熱不亂性好及強度高、收縮性小等特點在國民經濟的各個領域得到了廣泛應用。晶須改性環氧樹脂可以進一步進步其力學機能、耐摩擦磨損機能以及抗靜電機能。本文先容了幾種在環氧樹脂改性研究和應用中常見的晶須及其機能,並對海內外近幾年內晶須在環氧樹脂復合材料方面的研究和應用進行了綜述。

樞紐詞:晶須環氧樹脂力學機能抗靜電性綜述

目前,在產業出產和實驗研究中所用到的晶須絕大多數都是指無機物晶須,有機物晶須目前品種和數目都較少,主要有纖維素晶須。晶須直徑很小,通常為亞微米到微米級,但長徑比很大。無機晶須中原子排列高度有序,結晶完整,具有高強度、高模量、低密度、耐熱、耐磨等優異機能。將晶須填充於聚合物基體中,可以明顯進步聚合物材料的綜合機能。

環氧樹脂(EP)是應用最廣泛的熱固性高分子材料之一,具有優良的粘結性、熱不亂性、電絕緣性、耐化學藥品機能及強度高、收縮率小、價格低廉等特點,廣泛應用於涂料、膠黏劑、輕工、建築、機械、航天航空、電子電氣絕緣材料以及提高前輩復合材料等各個領域。但因為環氧樹脂固化物脆性大、抗沖擊強度低、易開裂、抗靜電性差等缺點,限制了其進一步應用。

很多研究結果表明,將晶須填充到環氧樹脂基體中,可以有效地解決這些缺點,大幅度晉昇環氧樹脂的綜合機能。本文對海內外近年來有關晶須改性環氧樹脂的研究和應用情況進行了綜述。

1·晶須的種類

將根據晶須的化學結構進行分類。

1.1鈦酸鉀晶須

鈦酸鉀(PTW)晶須是一種針狀短纖維材料,它主要有兩種形式:四鈦酸鉀(K2O·4TiO2)和六鈦酸鉀(K2O·6TiO2)。其中K2O·4TiO2化學活性很高,應用較少;而K2O·6TiO2具有優良的絕熱性、耐化學藥品性、耐磨性、低熱導率和高紅外反射率、高溫下導熱系數極低、價格較低以及硬度低等特點,應用價值最大,應用也最多。

1.2碳化硅晶須

碳化硅(SiC)晶須為立方晶須,其晶型與金剛石相同,是目前晶須中硬度最高、模量最大、耐熱性最好的晶須。它有兩種結構形式:α型和β型,其中β型硬度更高,韌性和導電性等綜合機能更好。

1.3硼酸鹽晶須

產業上用的硼酸鹽晶須一般是指硼酸鋁(9Al2O3·2B2O3)晶須,它具有各向異性,機械機能和化學機能極其不亂。另外,從組成上看,Al2O3成分佔比較大,因而其與金屬共價性高,具有中子吸收能力,電絕緣性、化學不亂性和耐熱性好,可用作金屬、陶瓷、纖維等增強材料。

1.4碳酸鈣晶須

碳酸鈣(CaCO3)晶須是近年來新開發出來的一種新型針狀晶須,具有強度高、尺寸不亂性、耐熱性、耐磨性優良等長處,此外,制備碳酸鈣晶須原料豐碩、工藝簡朴、本錢低、具有極高的性價比。

1.5硫酸鈣晶須

硫酸鈣晶須是一種半水或無水纖維狀單晶體,具有完整結構、特定橫截面和不亂的尺寸。與其他短纖維比擬,硫酸鈣晶須具有耐高溫、抗化學侵蝕、強度高、電絕緣性好、相容性好、易進行表面處理、與聚合物的親和能力強等長處。此外,硫酸鈣晶須,低毒性、綠色環保、原料豐碩、價格低廉、性價比很高。

1.6氧化鋅晶須

氧化鋅(ZnO)晶須按結構,可分為兩類:一維針狀氧化鋅晶須和具有三維空間結構的四針狀氧化鋅晶須。前者主要用於增強,後者因為獨特的結構,使其機能要優於一般晶須,除了用於增強,還用於進步高分子材料抗靜電性。所謂四針狀是由於,其有一個核心,從核心徑向方向舒展出四根針狀晶體,每根針狀體均為單晶體,任意兩個針狀體的夾角為109°28′。西南交通大學和沈陽化工學院已研制成功了四針狀氧化鋅的制備工藝,並投入了出產。

1.7纖維素晶須

纖維素晶須主要由從植物(棉花,稻草乾等),細菌,被囊類海生動物等分離出的纖維素經酸水解制得,其具有來源豐碩、價格低廉、可再生、可降解、力學機能優良等長處。

2·晶須在環氧樹脂改性中的研究和應用

2.1增強增韌

對晶須增韌增強聚合物作用機理的研究還很少,目前,主要仍是鑒戒,引用晶須增韌增強陶瓷基體機理:經由偶聯劑處理過的晶須,能夠很好地不亂分散在基體中,晶須被基體良好浸潤,界面粘結強度增大。通過這個界面,基體和晶須連成一個整體。當基體受到外力作用時,應力可以通過這個界面平均傳遞,吸收大量能量。一方面,基體中泛起裂紋時,晶須在斷開的裂紋表面橋連,可阻礙裂紋的進一步發展;另一方面,裂紋碰到晶須,要想進一步發展,就必需破壞或拔除晶須,而晶須強度高,模量高,破壞或拔除晶須需要消耗巨大的能量,而當裂紋繞過晶須,進一步發展,引發更多微裂紋。又因晶須長徑比較大,需要吸收更多能量,從而起到明顯增大EP基體強度和韌性的作用。

與無機晶須比擬,纖維素晶須有獨特之處,其輕易形成晶須滲流網絡,在這種網絡結構中,通過晶須間強的氫鍵作用使得應力更輕易傳遞,從而起到明顯增強增韌作用。

王蓉等研究了不同晶須及晶須用量對復合樹脂力學機能的影響,結果表明:硼酸鋁晶須熔附二氧化硅SiO2用量為60時,雙酚F型環氧復合樹脂的機能最佳,彎曲強度為79.80±2.55MPa,進步了30%,彎曲彈性模量可達3616.36±44.00MPa,進步了1.4倍。

戴靜等研究了硼酸鹽晶須改性環氧樹脂機能,結果表明:不進行表面處理和以硅烷偶聯劑KH-550表面處理的硼酸鹽晶須/樹脂體系相互作用弱,力學機能沒有明顯改善;而硼酸酯偶聯劑BE3和n-BE4表面處理效果好,能明顯進步EP復合材料的力學機能;硼酸鎂晶須/樹脂體系的力學機能優於對應的樹脂/硼酸鋁晶須共混體系。劉琳等研究了鈦酸鉀晶須(PTW)表面改性及增強環氧樹脂,采用表面包覆法對PTW進行包覆二氧化硅處理,並用硅烷偶聯劑KH550和KH560對包硅後的PTW進行表面改性,制備了環氧樹脂EP/PTW復合材料,考察了改性方法、晶須含量、偶聯劑種類等對復合材料拉伸強度、彎曲強度的影響。模式很好,值得借鉴


















http://www.wsekj.com/xw/gs/122.html


















http://www.nnwsr.com/news/gsnews/89.html




http://www.nnwsr.com/news/hynews/90.html










----------------------------------------------手动签名---------------------------------------------
微商交流论坛http://bbs.shnnw.com/forum.php
吉吉影音、西瓜影音电影 http://v.shnnw.com/
环氧树脂地坪http://www.nnwsr.com/index.html
塑胶跑道施工http://www.wsekj.com/
生活影院 http://www.shnnw.com/weidy/
页: [1]
查看完整版本: 晶須環氧樹脂力學機能抗靜電性綜述

成都长远顺实业