近年來,聚合物/粘土納米復合材料引起了國內外學術界和工業界的極大關注[1~3]
與常規聚合物基復合材料相比,只需添加較少的納米填料(3%~5%,質量分數)就能使這種聚合物納米復合材料的性能顯著提高且不損失材料原有的特性
這是實現通用聚合物高性能化的一個極有前景的新方法 [4]
納米粘土是一種層狀硅酸鹽,其基本單元由初級粒子(直徑8~10 nm)聚集而成
每個初級粒子,由十幾個至幾十個厚度約為1 nm的薄片構成
用Monte Carl方法估算出納米粘土的模量約為270 GPa[5],因此是一種理想的納米級增強材料
用納米粘土改性聚合物并實現其高性能化,須滿足兩個條件：一是粘土片層以高度無規剝離的形式均勻地分散在聚合物基體中；二是在聚合物基體與作為增強體的粘土片層之間產生較高的界面強度
這個領域前期的研究,主要是實現粘土片層在聚合物基體中的均勻分散和高度剝離
例如,用適當的有機修飾劑將粘土改性并用超聲、球磨特別是“粘土淤漿復合法”等[6~8]工藝制備具有無規剝離結構的環氧樹脂/粘土納米復合材料
近年來,研究重點轉向納米復合材料界面強度的構建及其對復合材料力學性能的影響[9~11]
在確保粘土片層在環氧基體中均勻分散且高度剝離的情況下選擇與環氧預聚體有較好相容性并有較強相互作用的有機修飾劑將粘土改性,是構建較高界面強度的主要手段
使用帶有能與環氧樹脂的羥基形成氫鍵的季銨鹽將粘土改性,可在環氧樹脂基體與粘土片層之間構建一定強度的界面
這類有機修飾劑,能使復合材料的力學性能有一定程度的提高[12~14]
另一類修飾劑雖然帶有可參與反應的環氧基團[15,16],但是其數量遠少于環氧預聚體上的環氧基團數量,因此在固化反應過程中參與反應的能力不足,不能使其所構建的界面強度可以明顯的提高
有研究者擬將聚醚二元胺類化合物進行單質子化后用于的粘土改性[9,17],然后用有機修飾劑上保留的氨基參與環氧樹脂固化反應從而構建較強的界面作用力
但是,二元胺的單質子化較難實現,等當量酸化能得到完全質子化的產物卻不能保留反應基團[18]
DMP30是一種環氧固化反應的促進劑,其中的叔胺基團具有較強的參與環氧固化反應的能力
同時,DMP30還具有較強的親水性,與丙酮以及環氧樹脂的相容性較好
DMP30的部分質子化產物是非常理想的在“粘土淤漿復合法”中使用的反應型有機修飾劑[8,19]
本文使
聲明：
“界面強度對柔性環氧樹脂/粘土納米復合材料熱/力學性能的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：趙鵬,董英杰,李響,陳斌,張英
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2025年08月05日 ~ 07日 
