氧化铝表面处理对微米Al2O3/环氧树脂性能影响的研究

摘要

本文针对如何通过对氧化铝进行表面处理来提高微米Al2O3/E-51/2-乙基-4甲基咪唑(2,4-EMI)体系的性能以及改善该体系的固化过程,展开了用偶联剂对微米Al2O3进行表面处理的研究。采用热失重TG曲线来表征预处理后的效果,利用傅立叶变换红外吸收光谱(FT-IR)表征表面改性后 Al2O3表面的官能团的变化。探讨了偶联剂的用量以及其不同水解pH值对微米Al2O3/E-51/2-乙基-4甲基咪唑(2,4-EMI)体系的性能的影响。研究了拉伸速率以及偶联剂含量对改性后体系与钢的附着强度的影响,并通过观察断口探讨了拉伸断裂的机理。研究了偶联剂水解pH值以及偶联剂含量对改性后体系的阻尼性能以及热膨胀性能的影响,
　　研究表明,硅烷偶联剂 KH550对微米Al2O3进行表面处理效果较好的反应条件为偶联剂用乙酸调节pH值为6左右水解1h,与微米Al2O3反应1h。
　　研究发现,KH550-微米Al2O3/EP体系的固化是一个放热过程,其固化反应的动力学模型属于连串反应的多步反应。其固化过程中活性环氧基团开环与体系中的氢生成羟基,同时体系中的氰也发生加成反应,KH550中的氨基也与环氧基团发生反应,参与体系的固化过程,使固化效果提高。
　　探讨了拉伸速率对KH550-微米Al2O3/EP体系附着强度的影响,发现随拉伸速率的升高其附着强度有增大的趋势,在拉伸速率为0.8mm/min时粘结剂对钢的附着强度达到61.8Mpa,并且发现偶联剂含量为3％时体系对钢的附着强度较大。通过断口的分析得到该体系测得的附着强度为粘结剂本体断裂和界面断裂共同决定的。
　　偶联剂的水解pH值以及其用量对EP/Al2O3-KH550体系的阻尼性能和热膨胀性能有很大的影响,研究结果表明:偶联剂含量为3%时使得体系的阻尼性能提高,且其热膨胀性能有所提高;当偶联剂水解pH值为6左右时体系的阻尼性能有所降低,而热膨胀系数比pH值为8和9的小。

目录

氧化铝表面处理对微米 Al2O3/ 环氧树脂性能影响的研究

STUDY ON THE DFFECT OF Al2O3 SURFACE TREAMENT ON PROPERTIES OF MICRON-Al2O3/EP RESIN

摘 要

Abstract

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.3 研究内容

第2章 试验材料及研究方法

2.1 试验原料

2.2 微米Al2O3的表面预处理

2.3 结构分析与性能测试

第3章 微米 Al2O3表面改性

3.1 引言

3.2 微米Al2O3的物理分散

3.3 微米Al2O3表面化学处理

3.4 微米Al2O3的表面改性前后结构分析

3.5 本章小结

第4章 微米 Al2O3/EP复合材料的固化行为

4.1 引言

4.2 微米Al2O3/EP复合材料的固化过程

4.3 微米Al O /EP固化反应动力学模拟

4.4 用偶联剂表面处理与不加偶联剂的复合体系动力学比较

4.5 本章小结

第5章 微米 Al2O3/EP复合材料的性能研究

5.1 引言

5.2 微米Al2O3/EP粘结剂对钢的附着力

5.3 微米Al2O3/EP复合材料的动态力学性能

5.4 微米Al2O3/EP复合材料的热膨胀性能

5.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢