纳米SiO2改性环氧结构胶2

    纳米SiO2粒径通常为20~60nm,化学纯度高,分散性好,比表面积大,是目前上大规模工业化生产的产量高的一种纳米粉体材料,应用涵盖塑料、橡胶、陶瓷、涂料、胶粘剂等行业众多生产领域。在建筑胶粘剂行业中,纳米SiO2主要作为一种增稠触变剂使用,学术界已有很多对纳米SiO2增强增韧环氧树脂的研究,大多通过超声处理的分散方法。然而超声处理较难在生产实践中推广和应用。作者通过高速研磨的分散方法制备纳米SiO2改性环氧树脂结构胶,环氧树脂结构胶施工时易滴落流挂、脆性大的缺点得到较好的改善。

    三、结果和讨论
    1、纳米SiO2对环氧树脂流变性能的影响


    图1、图2分别为纳米SiO2的掺混量对环氧树脂流变曲线和表观黏度的影响,表1为纳米SiO2改性EP流变曲线的回归方程。
                                表1 纳米SiO2改性环氧树脂流变曲线的回归方程

掺混量/%

剪切速率Ds-剪切应力τ

相关系数R2

流体类型

表观黏度/(Pa・s)

触变指数

0

У=0.7914x

0.9998

牛顿流体

0.79

-

3

У=3.3791x+18.736

0.9996

近似牛顿流体

3.80

-

5

У=14.784x0.7177

0.9970

假塑性流体

-

1.84

10

У=90.105x0.1416

0.9903

触变性流体

-

5.83

    对照上表,环氧树脂为典型的牛顿流体,随着Ds的增加成线性比例增长,在12份稀释剂下的黏度为0.79Pa•s;掺混3%纳米SiO2的环氧树脂的流体模型为近似牛顿流体,随着Ds的增加黏度基本上保持在3.8 Pa•s的水平,Ds-τ回归方程为不过原点的直线,掺混5%和10%纳米SiO2的环氧树脂的流体模型不再是牛顿流体,随着Ds从2.51s-1增大至89.62,黏度分别从10.71Pa•s和41.06Pa•s下降至4.45Pa•s和3.23Pa•s,在Ds为22.41附近胶体开始产生剪切屈服,取屈服黏度之前的Ds-τ关系进行回归,两者符合幂函数关系。