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环氧树脂胶粘剂(简称EP胶)是一类应用很广的工程胶粘剂,它具有粘接性能好、固化收缩率小、化学稳定性好及耐介质耐热性能优异等优点,因而自1947年在美国正式商业化生产以来,获得了十分快速的发展。EP胶虽然用途广泛,但若不先对其进行增韧改性,则固化后的EP胶耐开裂性差,质地硬而脆,抗冲击强度较低。这些缺陷限制了 EP胶在一些领域的应用,所以对其进行增韧改性、拓宽其应用领域、提高其使用价值具有十分重要的现实意义。本文研究了在普通重力场下采用间歇鼓泡碳化法在醇-水混合体系中一步法制备纳米碳酸钙晶须,并对碳酸钙晶须进行表面改性,将改性后的纳米碳酸钙晶须最终用作环氧-聚酰胺类EP胶的增韧填料,探究其对EP胶力学性能的改善效果。主要研究内容及结论如下:采用实验室自制的具备回流功能的碳化反应釜,运用间歇鼓泡碳化法分别在纯水体系、纯甲醇体系、乙二醇-水混合体系、丙三醇-水混合体系及甲醇-水混合体系中探究合成碳酸钙晶须的工艺条件,最终在甲醇-水混合体系中,Ca(OH)2初始浆料浓度为3.5%、CO2和N2流量分别为100 mL·min-1 和 200 mL·min-1、碳化温度为 75℃、H3PO4 添加量为 2%、RVW/VA=5:1、机械搅拌速率为800 r.min-1的工艺条件下,合成了平均粒径为195.18nm、平均长径比约为21的CaC03晶须。分别用铝酸酯偶联剂和硼酸酯偶联剂对纳米碳酸钙晶须进行表面干法改性,以活化度和吸油值为主要考察指标表征改性效果。在分别以改性剂用量、改性温度、改性时间和机械搅拌速率作为单一实验变量的基础上,设计L9(34)正交实验,通过实验确定了铝酸酯偶联剂改性纳米CaC03晶须的最佳工艺条件为:改性剂用量3.5%,改性温度90℃,改性时间25 min,机械搅拌速率600 r·min-1;硼酸酯偶联剂改性纳米CaCO3晶须的最佳工艺条件为:改性剂用量3.5%,改性温度70℃,改性时间30 min,机械搅拌速率600 r·min-1。改性后的CaC03晶须活化度为100%,吸油值最低可达27.12g.100g-1,改性效果良好。将活化后的CaCO3晶须作为增韧填料,通过三辊研磨机将其与纯环氧树脂复合,最后加入固化剂固化,得到EP胶复合材料。在本文研究范围内,用铝酸酯偶联剂改性得到的纳米CaC03晶须对EP胶的增韧效果最佳,活性CaC03晶须的最佳添加量为4%(以纯环氧树脂的质量计算)。与增韧前的空白样相比,EP胶复合材料试样的拉伸强度提高了 57.35%,压缩强度提高了 58.70%,弯曲强度提高了 53.97%,无缺口冲击强度提高了 44.4%。用SEM观察EP胶空白样和复合试样的断面形貌,可明显看到断口由原来的形貌规整变为布满复杂交错的银纹,断面由光滑变得粗糙,说明材料已由原来的脆性断裂转变为塑性断裂,成功实现增韧。