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四、环氧树脂/黏土纳米复合材料研究进展

(一)引言

纳米微粒是近几年研究开发的新兴材料，纳米粒子的问世，为环氧树脂的改性提供了新途径。由于纳米粒子具有尺寸小、比表面积大、表面能高、活性高、分散性好，加之将无机物的刚性，尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、加工性，及介电性揉合在一起等独特的性能，表现出较高的活性，很容易与环氧树脂中的某些官能团发生物理或化学作用，有可能提高复合材料的力学性能和热性能。选择环氧树脂/黏土纳米复合材料为沦述对象，对其主要的制备方法、特点及应用进行阐述中国机械网okmao.com。

(二)环氧树脂/黏土纳米复合材料的制备方法

环氧树脂/黏土纳米复合材料的出现备受国内外学者的关注。黏土矿物中由于硅酸盐晶片的叠层排列，经有机化处理以后可以被聚合物或单体插层，制备出聚合物/黏土纳米复合材料。此外黏土价格低廉、纳米结构原位生成，避免了黏土与聚合物共混过程中的聚集，为聚合物基纳米复合材料的制备提供了一条有效的途径。环氧树脂/黏土纳米复合材料的制备方法，主要有插层复合、共混法2种。

1、插层复合法

插层复合法(Compounding)是目前，制备环氧树脂基纳米复合材料的主要方法，也是当前材料科学研究的热点。该方法是将单体或聚合物插入经插层剂，处理后的层状结构的硅酸盐片层之间，进而破坏硅酸盐的片层结构，使片层间距扩大甚至解离，使层状硅酸盐填料在聚合物基体中，达到纳米尺度的分散，从而获得纳米级复合材料。具有阳离子交换性能的黏土经过有机改性后，通常通过2种途径形成插层或解离纳米复合材料，因此，插层复合法义可分为插层聚合法(IntercalationPolymerization)和聚合物插层(PolymerIntercalation)2种。按照聚合反应类型的不同，插层聚合也可以分为插层缩聚和插层加聚2种类型，聚合物插层又可分为聚合物溶液插层和聚合物熔融插层2种。见图1。

利用该法制备环氧树脂/黏土复合研究较多，Usuki曾在专利上披露胺类固化剂固化环氧可使黏土剥离至面间距d001>5nm，但需要二甲基甲酰胺作溶胀剂才能实现环氧对黏土的插层。X射线衍射分析表明，改性使蒙脱土层间距变大，制备出的环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料剥离结构较好。性能测试表明复合材料的力学性能，和热性能均比纯环氧树脂有所提高：拉伸强度提高了70.8%，无缺口冲击强度提高了64.5%，热变形温度提高到177℃。

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