硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)用2～5倍的丙酮稀釋?zhuān)柰榕悸?lián)劑的用量約為納米SiO2質(zhì)量的O.5%～1.O%，調(diào)節(jié)pH值為7～9。超聲波分散30min，加入納米SiO2，充分?jǐn)嚢璨⑸郎刂?00～120℃。在高速分散機(jī)上分散20min。加入E-51環(huán)氧樹(shù)脂，混合均勻、出溶劑，升溫至130℃、溫1h。在高速均質(zhì)分散機(jī)上分散20min。冷卻后加入液態(tài)甲基四氫苯酐，混合均勻，抽真空脫氣泡后澆注、固化、脫模。

    ②納米Si02對(duì)熱固性環(huán)氧樹(shù)脂力學(xué)性能的影響

    經(jīng)偶聯(lián)劑處理的納米Si02粒子的引入，以大幅度提高環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度。沖擊強(qiáng)度提高的幅度主要由納米粒子的分散情況和含量決定。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(www.epoxy-e.cn)專(zhuān)家介紹，如果納米SiO2粒子均勻分散于環(huán)氧樹(shù)脂基體之中，當(dāng)復(fù)合材料受到?jīng)_擊載荷時(shí)，納米粒子表面與基體材料之間產(chǎn)生微裂紋、收沖擊能，從而達(dá)到增韌的效果。如果納米增強(qiáng)材料用量過(guò)大，微裂紋易發(fā)展成宏觀(guān)開(kāi)裂，反而降低了體系的性能。

    不同納米Si02含量對(duì)熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基Si02納米復(fù)合材料力學(xué)性能的影響見(jiàn)表4-13。可以看出納米SiO2的引入，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、拉伸模量和沖擊強(qiáng)度提高。當(dāng)納米Si02含量為3%時(shí)，綜合性能最好；當(dāng)納米Si02含量超過(guò)3%時(shí)，由于分散困難，部分納米Si02粒子開(kāi)始出現(xiàn)返粗現(xiàn)象，致使材料性能下降。

  表4-13  納米SiO2含量對(duì)熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基Si02納米復(fù)合材料力學(xué)性能的影響

      ③納米SiO22對(duì)熱固性環(huán)氧樹(shù)脂玻璃化溫度的影響 

    經(jīng)偶聯(lián)劑處理的納米SiO2粒子與環(huán)氧樹(shù)脂之間的相互作用很強(qiáng)，使體系交聯(lián)密度增大、玻璃化溫度提高，有效地提高了復(fù)合材料的耐熱性。表面處理后的納米粒子在基體中實(shí)際起到了交聯(lián)點(diǎn)的作用，一方面其表面的偶聯(lián)劑分子與環(huán)氧樹(shù)脂鍵合，大大提高了界面強(qiáng)度，起到化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)的作用；另一方面其表面有利于環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈的纏結(jié)，形成物理交聯(lián)。

    不同納米SiO2含量對(duì)熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基SiO2納米復(fù)合材料玻璃化溫度的影響見(jiàn)表4-4?？梢钥闯黾{米SiO2的引入使體系玻璃化溫度提高。當(dāng)納米SiO2含量為3%時(shí)，該復(fù)合材料的玻璃化溫度達(dá)到126.7℃，比環(huán)氧樹(shù)脂澆注體的高36.5℃。

 表4-14  納米Si02含量對(duì)熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基Si02納米復(fù)合材料玻璃化溫度的影響