有机海泡石增强高性能环氧树脂基复合材料的研究

摘要

以十二烷基卞基二甲基氯化铵(1227)处理的纤维状有机海泡石(O-SEP)和环氧树脂(E-51)为研究对象,通过高速剪切(均质乳化机)和溶液球磨法制备了新型O-SEP增强的环氧树脂基复合材料,采用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱仪、扫描电镜以及透射电镜表征分析了其结构,测试了力学性能,并通过差示扫描量热仪(DSC)研究了其动态固化过程.结果表明,海泡石纤维对1227具有良好的吸附性,处理后的海泡石纤维与环氧树脂的界面相容性大大改善,体系的力学性能明显提高,在添加量为0.5%～1%(质量分数,下同)时,环氧树脂/O-SEP复合材料的冲击强度由32.1 kJ/m2提高到37.5 kJ/m2,提高了近17%;弯曲强度也由123.8 MPa提高到128.4 MPa,提高3.7%.将环氧树脂和O-SEP在溶液中球磨细化处理后,断裂的海泡石纤维晶与基体的界面相容性变差,并有极少量未分散开的断裂海泡石纤维团聚体存在,复合材料的力学性能下降.DSC测试结果表明,O-SEP加入环氧树脂后,除在低温阶段对固化反应具有微弱催化作用外,对整个动态固化反应过程没有太大影响.