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环氧树脂作为热固性树脂的典型代表.具有优良的综合性能及颇为广泛的应用领域。环氧树脂最大的不足就是其固化物脆性较大。长期以来,人们研究各种方法增韧环氧树脂。传统的增韧材料以弹性体为主,但是弹性体在增韧的同时却牺牲了环氧树脂的强度,刚性和耐热性等宝贵物性。随着纳米技术及纳米材料的发展,将纳米材料引入到环氧树脂实施环氧树脂及其材料改性,得到环氧树脂基纳米材料。实验表明这种方法既能提高环氧树脂基材料的强度,又能提高基体的韧性等。 本实验中,首先把原始蒙脱土钠化处理,采用长链烷基胺对其进行有机化改性,再利用环氧树脂对有机蒙脱土插层,改性环氧树脂固化成型后,制得纳米复合材料。 1 实验部分 1.1主要原料 原始蒙脱土(朝阳产);长链烷基(十八烷基,十六烷基,十二烷基)三甲基溴化胺(中国医药集团上海试剂公司);环氧树脂(E-44)(沈阳化工股份有限责任公司产);三乙烯四胺(沈阳新兴试剂厂产)。 1.2实验方法 1.2.1有机蒙脱土的制备 将原始蒙脱土进行预处理,用水将其悬浮并沉降,分别加入焦磷酸钠和氟化钠,去除其中的沉降物,过滤,干燥后研细备用。再称取适量研细的蒙脱土配成悬浮液,加热至70℃,然后用长链烷基胺对原始蒙脱土进行有机化改性,制备出有机蒙脱土。 1.2.2 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备 按比例将有机蒙脱土与环氧树脂进行混合,真空脱气后加入固化剂,搅拌使其混合均匀,浇注于模具中,放入烘箱中固化,制得环氧树脂/蒙脱土复合材料。 1.2.3环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料冲击强度 的测定 2结果与讨论 2.1 有机蒙脱土的红外谱图 实验中采用有机阳离子对蒙脱土进行有机处理,从图中可以看出,在有机蒙脱土的红外光谱图中,既有蒙脱土的特征峰,如:3 650—3 622 cm-1处为-OH的伸缩振动峰,1 030 cm-1附近的峰为Si-0弯曲振动峰,600~400 cm-1处为A1—0和Si一0弯曲振动峰,也有有机阳离子的特征峰如3249 cm-1处的峰为N—H吸收峰,2 925 cm-1和2852 cm-1处附近的峰为C—H(-CH,和-CH2)的伸所振动峰,1 469 cm-1处的峰为C—H弯曲振动 峰,这说明已制得有机蒙脱土。 2.2环氧树脂,蒙脱土纳米复合材料冲击强度的 测定 2.2.1 插层剂与蒙脱土含量对冲击强度的影响
由上图可知,对于单一插层剂而言,随着插层剂用量的增加,改性环氧树脂测的冲击强度逐渐增加;插层剂的选择至关重要,因为它直接影响改性环氧树脂的冲击强度。
从以上数据可知,采用长链烷基胺做插层剂所得改性环氧树的冲击强度较好。这主要是因为有机阳离子在粘土层间会采取不同的排列方式,从而有不同的层间距。与环氧树脂混合后,由于环氧分子与有机胺亲和性好,其中烷基链越长,和环氧树脂的混溶性越好,所得的环氧树脂复合材料的性能越好。 2.2.3蒙脱土加入量对冲击强度的影响
由上图可知,冲击强度与蒙脱土含量的关系十分密切,蒙脱土含量较低时冲击强度有所提高,在蒙脱土的量在2%~3%之间时,蒙脱土与环氧树脂间的相互作用达到最佳效果,相互间的剥离最好,从而在蒙脱土的量在2%~3%之间时,蒙脱土改性环氧树脂所得的冲击强度达到最大值。在蒙脱土的加入量达到5%时,冲击强度明显降低,这说明蒙脱土的量越多并不是使冲击强度增加的越多。 2.2.4固化剂加入量对环氧树脂冲击强度的影响
由上图可知,随着固化剂加入量的增加,冲击强度也随着增加,所以说,固化剂的含量的不同,对环氧树脂的冲击强度影响很大。本次实验中,在固化剂达到14%时,冲击强度是最大的。而且随着固化剂的量的增加,冲击强度也是增加的。这说明随着固化剂的量的增加,固化剂与环氧树脂问相互作用也在增加,从而使冲击强度的值增加。所以说固化剂的种类的选择,以及固化剂量增加对环氧树脂的冲击强度影响是十分大的。 3 结论 本次实验制备了环氧树脂,蒙脱土纳米复合材料。分别采用不同的有机蒙脱 添加活性元素这两方面人手,来提高Fe—Cr合金的高温抗氧化性能。 3 结 论 (1)Fe-15Cr和Fe-20Cr合金在900℃和1000℃的空气中的氧化,除了Fe一15cr在1 000气氧化后呈直线上升外,氧化后的腐蚀动力学曲线大致符合抛物线规律,在900℃时的氧化速率明显小于l 000℃。 (2)随着合金中铬含量的增加,合金的氧化速率逐渐降低。Fe-20Cr合金在900℃氧化24 h后,表面形成的氧化膜结构,最外层是少量的Fe203,接下来足尖晶石型氧化物FeCr2O4。,靠近合金基体一侧形成连续的Cr2O3,氧化膜,同时在合金基体有少量的内氧化物颗粒,而不是单一的Cr203外氧化膜。 |







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