纳米粒子改性环氧树脂的研究

论文摘要

环氧树脂因它优秀的力学性能、粘结性能还有电性能在军事、工业和民用上都有相当多的应用。上世纪80年开始出现的纳米粒子,具有独特的性能,适合作为树脂增强体的材料,能够提高环氧树脂的韧性、强度和热力学性能。本实验中使用纳米二氧化硅和碳纳米管两种纳米粒子材料添加到环氧树脂中对其进行改性,通过实验得到如下结果：1.当纳米二氧化硅添加量为3%时,拉伸强度达到最大值,提高10.7%,断裂伸长率达到最大值,提高25.3%,冲击强度达到最大值为44.6KJ/M2,提高17.8%,弯曲强度和弹性模量达到最大值165.8MPa和3894MPa,分别提高了19.7%和30.6%。2.加入纳米二氧化硅后,体系的玻璃化温度升高。当纳米粒子含量为3%时,玻璃化转变温度提高了12.6℃C。3.碳纳米管添加量为1%时,拉伸强度达到最大值为122MPa,比纯的环氧树脂拉伸强度提高35.6%。4.当碳纳米管添加到0.5%时,弯曲强度为150.3MPa,相比较纯的环氧树脂而言,弯曲强度提高8%,弹性模量最大为3058MPa,冲击强度为43.7KJ/M2,比未添加碳纳米管的环氧树脂提高了15.9%。5.添加碳纳米管量为0.5%时,玻璃化温度达到最大值,为112.5℃,比纯环氧树脂玻璃化温度提高19.3℃,提高百分比为20.7%。6.纳米粒子在环氧树脂内部分散均匀,当材料受到外力作用时,纳米粒子能够吸收大部分的能量,材料产生银纹现象,同时内部的纳米粒子能够阻碍裂纹的延续,达到提高力学性能的效果。

论文目录

• 学位论文数据集
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 环氧树脂
• 1.1.1 环氧树脂的定义
• 1.1.2 环氧树脂的固化
• 1.1.3 环氧树脂的特性
• 1.1.4 环氧树脂的应用
• 1.2 纳米二氧化硅粒子
• 1.2.1 纳米二氧化硅的结构
• 1.2.2 纳米二氧化硅的制备
• 1.2.3 纳米二氧化硅的应用
• 1.2.4 纳米二氧化硅的表面改性
• 1.2.5 纳米二氧化硅与环氧树脂的复合
• 1.2.6 纳米粒子改性环氧树脂的影响
• 1.2.7 纳米二氧化硅改性环氧树脂的机理
• 1.3 碳纳米管
• 1.3.1 碳纳米管的结构
• 1.3.2 碳纳米管的制备
• 1.3.3 碳纳米管应用
• 1.3.4 碳纳米管的改性
• 1.3.5 碳纳米管和聚合物的作用机理
• 1.3.6 碳纳米管/环氧树脂的制备
• 1.3.7 碳纳米管/环氧树脂复合材料的性质
• 1.3.8 碳纳米管/复合材料的性能影响因素
• 1.3.9 碳纳米管复合材料的研究情况
• 1.4. 碳纳米管增强复合材料主要的问题
• 1.5 选题的背景以及研究对象
• 1.6 本实验研究内容
• 第二章 制备实验部分
• 2.1 原料部分
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 试验中所用原料及仪器
• 2.2 主要过程
• 2.2.1 实验设计思路及实施
• 2.2.2 纳米粒子的处理
• 2.2.3 环氧树脂和纳米粒子的复合
• 2.2.4 浇铸及固化
• 2.2.5 后处理和加工
• 2.3 样条测试和表征
• 2.3.1 纳米粒子改性环氧树脂的力学性能
• 2改性环氧树脂的研究'>第三章 纳米SiO₂改性环氧树脂的研究
• 3.1 纳米二氧化硅改性环氧树脂的FTIR
• 3.2 复合材料的力学性能
• 3.3 复合材料断面微观形貌的研究
• 2/环氧树脂复合材料体系的玻璃化温度'>3.4 纳米SiO₂/环氧树脂复合材料体系的玻璃化温度
• 3.5 复合材料的动态机械热分析（DMTA）
• 第四章 碳纳米管改性环氧树脂的研究
• 4.1 碳纳米管形态
• 4.2 碳纳米管改性
• 4.3 碳纳米管酸处理前后红外光谱分析
• 4.4 酸处理前后碳纳米管表面组成研究
• 4.5 复合材料的力学性能测试
• 4.6 复合材料断面的形貌以及微观形态
• 4.7 复合材料的玻璃化温度
• 4.8 复合材料的动态机械热分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者和导师简介
• 研究成果及发表的学术论文
• 附件