改性納米SiO2/環氧樹脂熱膨脹系數及沖擊強度表征

胡泊昭,袁玉環，馬繼文，武湛君，陳 鐸，孫 濤

（1.大連理工大學航空航天學院，大連 116024；2.大連理工大學材料科學與工程學院，大連 116024；3.大連理工大學航空航天學院工業裝備結構分析國家重點實驗室，大連 116024）

環氧樹脂基復合材料具有力學及化學性能良好，比重小等優點，有望廣泛應用于航空航天領域。在要求體積和性能完全相同的前提下，與傳統金屬材料相比，在飛機的燃料貯箱中使用環氧樹脂基復合材料可使貯箱自身重量減少27%，以及熱防護材料減重12%。總的來看飛機整體共減重 7.5%，飛行費用下降近37%[1-2]。而純環氧樹脂基固化后具有很多缺點，比如存在內應力大、質脆、韌性差、耐沖擊性差的問題等[3-4]，因此通常將納米粒子增強相引入來改善其缺點。納米粒子由于其較小的粒徑，所以能和基體產生表面和界面效應[5]。納米SiO2作為一種具有分散效果好及化學純度高等眾多優點的新型無機納米材料，無毒，無污染，并且比表面積大，穩定性強。其具有的三維網狀結構很容易與環氧樹脂分子中環氧基上的氧發生鍵合作用，從而提高分子間的鍵力，促進環氧樹脂的交聯反應。所以人們對于納米SiO2/環氧樹脂復合材料的關注越來越多[6-9]。然而純納米SiO2粒子也有許多缺點，比如它與有機高分子樹脂界面之間有很差的相容性。因而導致其構成的復合材料的質量和性能不足達到預期要求。為了使復合材料性能優異，通常對納米SiO2進行改性處理來提高其界面相容性。……