α-Si3N4与SP1SiO2熔附条件和填料比例对复合树脂性能的影响

摘要

目的:检测α-氮化硅(α-Si3N4)与多微孔纳米二氧化硅(SP1SiO2)的最佳熔附温度、熔附时间和最佳填料比例,阐明其对复合树脂性能的影响.方法:将α-Si3N4晶须和SP1SiO2颗粒按质量比5∶1混合,以250℃·h-1的升温速度分别升至500℃、650℃、800℃、950℃和1 100℃,并分别保持10 min、30 min和3h,即为α-Si3N4-SP1SiO2熔附体复合树脂组,同时设立SP1SiO2颗粒组、α-Si3N4晶须组和α-Si3N4与SP1SiO2混合未熔附组(混合组),选择2种市售复合树脂作为对照组.环己烷溶液处理后与树脂基质按质量分数60％充分混合、聚合制作试样,测试挠曲强度并分析其断面扫描电子显微镜(SEM)形貌.再将配比为2∶1的α-Si3N4与SP1 SiO2混合,最佳熔附条件熔附,环己烷溶液处理后与树脂基质按20％、40％、60％、70％和75％质量分数充分混合、聚合,选择2种市售复合树脂作为对照组,测试挠曲强度并分析其断面SEM形貌.结果:α-Si3N4-SP1SiO2熔附体复合树脂组800℃、30 min时挠曲强度值最大,挠曲强度值均明显高于SP1SiO2颗粒组、α-Si3N4晶须组、混合组和2个对照组(P＜0.05),断面SEM形貌与力学性能相符.α-Si3N4-SP1SiO2熔附体复合树脂挠曲强度随着α-Si3N4与SP1SiO2熔附体填料比例从20％增加至60％逐渐增大(P＜0.05),填料比例为60％～70％时挠曲强度值增加不明显,填料比例为70％～75％时挠曲强度值减小,填料比例为60％和70％时复合树脂的挠曲强度值均明显高于填料比例为20％、40％和75％时复合树脂及对照组,断面SEM形貌与力学性能相符.结论:α-Si3N4与SP1SiO2最佳熔附条件是800℃处理30 min;α-Si3N4与SP1SiO2熔附体填料最佳比例为70％.