有机海泡石环氧树脂复合材料的研究.pdf

第35卷第1期
非金属矿
ol,35
2012年1月
Non-metallic Mines
January, 2012
有机海泡石/环氧树脂复合材料的研究
商平闫丰”高留意刘美云
(天津科技大学海洋科学与工程学院,天津300457)
摘要以环氧树脂为基体,酚醛胺(T31)为固化剂,有机改性后的海泡石为増强剂,制备了有机海泡石/环氧树脂复合材料。通过X射
线衍射(XRD)分析、傅里叶变换红外(FTR)分析、热重分析(TG)拉伸试验研究了复合材料的结构、力学性能、耐热性能。结果表明,环氧材脂
可插层进入有机海泡石中;随着有机海泡石加入量的增加,环氧树脂的力学性能和耐热性能逐淅增强,有机海泡石含量为1%时,其拉仲剪切强
度比纯环氧树脂提高了69.5%;有机海泡石含量为2%时,热分解温度提高了31℃。
关键词环氧树脂海泡石改性复合材料
中图分类号:1B332;1D985文献标识码:A文章编号:10008098(2012)01-0004-03
Study on Organically Modified Sepiolite/Epoxy Composites
Shang Ping Yan Feng Gao Liuyi Liu Meiyun
College of Marine Science and Engineering, Tianjin University of Science&Technology, Tianjin 300457
Abstract Organic sepiolite/e incomposite w he zed using poxy as matrix, organically surface-modified sepiolite as reinrcin
agent and phenolic amine(T31 )as curing a ent. The structure, thermal and mechanical properties of composites were investigated by X-ray diffraction
(RD), Fourier transform infrared(TR thermal gra ic analysis(TG and tensil sting. The resl s indicaed ha the sepiolite was interal ed
by epoxy matrix Moover thermal and mechanical proper ies of composies were higher an that of pristine epoxy. The tensile strength of epoxy
resin improved 69.5% upon adding 1 organic sepiolite And the thermal decomposition temperature increased by 31C upon adding 2%or anic
oolite
Key words epoxy resin sepiolite modification composites
环氧树脂(EP)是一种重要的基体材料,广泛用1.1原料、试剂及仪器海泡石,产自天津蓟县,其化
于复合材料及黏合剂的制造。由于环氧固化物具有高学组成(0)为:SiO2,2.62;Al2O3,1.69;Fe2O3,0.49;
度交联结构,存在质脆、抗冲击韧性差等缺点,其应用CaO,26.9%6;K2O,0.47;Na2O,0.18;TiO2,007;MgO,
受到一定限制,因此对环氧树脂的改性已成为研究热13.71;P2O3,0.023;H2O,6.50。环氧E-51,湖南岳阳,
点。有机一无机复合材料通常表现出优异的物理力学工业级;固化剂T31,酚醛胺类;砫烷偶联剂KH550,
性能,制备复合材料是改性环氧树脂的重要方法之
南京裕德恒精细化工有限公司。盐酸、95%乙醇、硝
海泡石为含水镁硅酸盐黏土矿物,其化学式为酸银,均为分析纯化学试剂。 VECTOR-22傅里叶变
Si,0Mgs(OHDA(OH2)4·8H2O,具有链状和层状过渡型换红外光谱仪,德国布鲁克仪器公司;XD-3Xry衍
结构特征。海泡石具有天然一维纳米结构,呈现无磨射仪,北京谱析通用仪器有限公司;82IE型示差扫描
蚀性、比表面积大、表面活性高等特点,是高分子聚合量热仪, Mettlertoledo公司;RG3000A万能材料试验
物理想的增强剂。自从1987年日本丰田汽车公司首机,深圳瑞格尔公司;电热恒温水浴锅,天津市中环实
次成功开发出天然蒙脱石改性尼龙纳米复合材料?验电炉有限公司;1013BS电热恒温鼓风干燥箱,天
后,全球纷纷展开了黏土改性聚合物提高其强度、耐热津市华北实验仪器有限公司。
性、韧性、电性能等研究。目前,关于海泡石增强环氧1.2海泡石表面处理海泡石表面呈亲水性,与环
树脂基复合材料的报道较少。本实验选用硅烷偶联剂氧树脂基体的界面性质不同,若将其加入到环氧基
改性海泡石,制备有机海泡石/环氧树脂复合材料,研体中,二者亲和性差,会影响复合材料的力学性能,因
究了有机海泡石对环氧树脂力学性能、耐热性的影响。此,需要对海泡石表面进行处理。
1实验部分
1.2.1海泡石的酸活化:将海泡石粉按固液比1:10
(g/mL)加入到1.5moL盐酸溶液中,在80℃水浴中
收稿日期:2011-11-28
基金项目:天津市科技支计划重点项目(08 ZCKFSH01600)e
慢速搅拌4h后,过滤洗涤、干燥研磨,得到酸活化
通讯联系人,B-mai:endure88@163.coma
海泡石。