环氧树脂在机械、航天工程、电子电器、光学工程、化工、能源、国防等行业有着优异的加工特性、物理性能、电绝缘性、粘结性和耐化学性。但固化后的环氧树脂具有延展性大、耐疲劳性差等特点,限制了其在众多高科技应用领域的应用。
对环氧树脂延性问题进行工业处理的重要方法是加入塑料颗粒进行增韧。加5~25wt%一般来说,塑料可以使环氧树脂的临界应力强度因子提高10。~300%(实际见polymer2011,52,760),但同时也导致环氧树脂强度和模量大幅下降,玻璃化温度下降,成本上升。最近出现的环氧树脂/碳纳米管复合材料备受关注。与传统短纤维和无机纳米粒子相比,碳纳米管具有较大的长径比和极高的抗拉强度(理论值为10-60gpa),对环氧树脂具有较好的增韧作用。但由于高表面能与大长径相比,碳纳米管容易团聚,缠结较多,与环氧树脂的相互作用较弱,因此在环氧树脂中很难将其强度均匀称为低。
现有技术通过在碳纳米管表面引入小分子的氨基、环氧基或聚合物来提高碳纳米管在环氧树脂中的渗透性,提高碳纳米管与环氧树脂之间的界面效果。但由于改性结构单一,得到的材料强度和韧性没有太大提高,需要在0.5wt%只有在填充量之上,才能提高韧性(实际见polymerreviews2016,56,70)。在碳纳米管与环氧树脂之间建立一个页面粘接强度适中或弯曲的界面,充分利用碳纳米管的承载能力和桥联裂纹的韧性增强作用,是提高韧性环氧树脂的关键和瓶颈问题。
实现技术的因素:
对于现有技术的上述缺点或改善需求,特别是碳纳米管在环氧树脂中难以分散,与基材之间的界面结构不能同时满足碳纳米管的弯曲给空间,同时与基材具有适度强度的界面粘结,不能在低添加量下同步提高环氧树脂增韧性的缺陷。本产品提供了一种高韧性、高耐磨的环氧树脂复合材料和制备方法。根据改性碳纳米管添加剂的表面改性物质类型和相关结构,以及改性碳纳米管的填充量。碳纳米管与环氧树脂的质量之比为0.05/1000,嵌段共聚物装饰碳纳米管~嵌段共聚物装饰碳纳米管等改性碳纳米管填充量小于或等于0.5/100。wt%,嵌段共聚物改性碳纳米管-环氧树脂复合材料的强度和韧性大大提高;嵌段共聚物改性碳纳米管在环氧树脂复合材料中分散均匀。嵌段共聚物改性剂不仅提供了可弯曲的界面,还保证了碳纳米管与环氧树脂之间强大的页面粘接强度,可以合理提高环氧树脂在极低的添加量下的韧性;此外,该产品还通过参数标准(包括反映原材料的种类和制备、反应温度和时间等)改进制备方法的整体步骤和工艺技术。)以及每个流程,操作准确,流程简单,标准柔和,产量高,而且因为充电量极低,价格低廉。
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