环氧树脂金云母纳米复合材料的制备与表征.pdf

第28卷第4期 矿 物 学 报 V01．28，No．4 2008年12月 008 ACTA Dee．，2 MINERALOGICASINICA 文章编号：1000-4734(2008)044)3814)5 环氧树脂／金云母纳米复合材料的制备与表征 江曙，廖立兵· (中国地质大学材料科学与工程学院，北京100083) 摘要：以环氧树脂为基体，二甲基苄胺为固化剂，经结构修饰和有机改性的金云母为增强相，制备了环氧树脂／ 金云母纳米复合材料，测试了环氧树脂／金云母纳米复合材料的结构、形貌、力学和电学性能。研究了金云母添 加量、混合时问以及固化剂添加方式等因素对金云母在环氧树脂中剥离程度的影响。力学性能测试表明，当金 云母含量为1％时复合材料的性能最好，与纯树脂相比，拉伸强度提高了32．33％，弯曲强度提高了53．77％，冲 击强度提高了127％。电学性能测试表明，当金云母含量为1％时，复合材料体积电导率和表面电导率分别比 纯树脂提高了2个和4个数量级。 关键词：环氧树脂；金云母；纳米复合材料；制备；表征 中图分类号：P578．959；P579；TB33文献标识码：A 作者简介：江曙，男，1980年生，硕士研究生，从事层状结构矿物材料插层与改性研究． Sili- 聚合物／层状硅酸盐(Polymer／Layered金云母的层间剩余电荷，进行无机铝柱撑。作者 cate，PLS)纳米复合材料是以聚合物为基体，有机用类似的方法对金云母进行了结构修饰，获得了 改性的继米层状硅酸盐矿物为分散相制备的有机 具有较小层间剩余负电荷的金云母，并用十六烷 一无机复合材料。聚合物／层状硅酸盐纳米复合 基三甲基溴化铵对结构修饰金云母进行了有机插 材料在制备方法、结构、性能及应用方面优于一般 层实验，获得了有机改性金云母(已另文报 的聚合物材料，已成为当今聚合物材料基础研究 导)。 和开发应用的热点…。 实验以环氧树脂为基体，N，N．二甲基苄胺 制备聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的关 benzyl，BDMA)为固化剂，经结构修饰 (dimethyl 键在于获得纳米级的层状结构硅酸盐矿物。纳米 和有机改性过的金云母为增强相，进行了环氧树 层状硅酸盐矿物可通过插层一聚合过程获得。由 脂／金云母纳米复合材料的制备实验。研究了金 此可见，聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的制备 云母添加量、金云母与环氧树脂混合时间以及固 受层状硅酸盐矿物插层、聚合、剥离的难易程度影 化剂添加方式等因素对金云母在材料中剥离程度 响，即与层状硅酸盐矿物的阳离子交换能力、插层 的影响。测试了环氧树脂纳米复合材料的结构、 剂的种类和插层工艺有关口引。 力学性能和电学性能。 目前此类材料的研究主要集中于蒙脱石、蛭 石等矿物，其原因在于蒙脱石和蛭石等矿物单位 1 实验 晶胞的剩余负电荷量小于1，层问阳离子较容易 被其他阳离子交换，结构层可膨胀。金云母层间 1．1试剂及实验仪器 剩余负电荷等于l，层间K+不能被其他阳离子交 环氧树脂E-51(A缩水甘油醚型环氧树脂， 换，较难像蒙脱石和蛭石那样用于PLS纳米复合 分子量为380，无