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不饱和聚酯树脂(Unsaturated Polyester Resins)是热固性树脂中非常重要的一种,具有价格便宜、易成型、固化后制品质轻和高硬度等优点,广泛地用于汽车、建筑、家用电器、航天工业等领域。但是UPR最大弱点是固化后耐冲击和耐老化能力较差,尤其是紫外光作用会导致制品性能的劣化,从而限制其应用。在UPR基体中填充弹性体可提高其韧性,但以降低拉伸强度、耐热性能等为代价。随着纳米科技和纳米材料应用技术的发展,以无机纳米粒子增韧增强UPR,改善UPR的耐光老化性研究具有很重要的理论意义和实用价值。本文以通用型UPR为基体,选用金红石晶型的纳米TiO2、纳米CeO2无机纳米粒子为功能增强体,采用了最具有工业化应用前景的溶液共混法改善纳米粒子在UPR的分散行为,并通过浇注成型法制备出系列高分子基纳米复合材料,采用SEM、EDS等技术对纳米粒子的分散行为进行表征,并对复合材料的力学性能、热稳定性和耐光老化性进行系统研究,以期望获得具有良好性能的UPR基复合材料,主要研究工作及结果如下:(1)采用机械搅拌和研磨法分别对UPR/纳米TiO2混合物进行分散处理,测试了不同处理条件下混合物的黏度,通过浇注法制备出UPR/纳米TiO2复合材料;以SEM、EDS表征纳米TiO2粒子在复合材料基体中的分散效果。研究表明,研磨处理可以使纳米TiO2粒子在复合材料中实现较为均匀的分散,较机械搅拌而言,分散效果更显著;复合材料冲击断面的SEM观察表明,添加纳米TiO2制备的复合材料断面形成了台阶状的韧性断裂带;黏度测试表明,室温下研磨2 h可得具有良好分散行为的UPR/纳米TiO2混合物,其混合物黏度测试可作为纳米TiO2在UPR混合液中分散性的重要表征手段;纳米TiO2粒子的存在,可显著改善基体UPR的力学性能,与纯的UPR相比,纳米TiO2粒子质量分数为3.0%时,UPR的拉伸强度和弯曲强度分别提高了63.0%和17.0%;纳米TiO2粒子质量分数1.0%时,复合材料的冲击强度可提高了6.1%;TGA测试表明,UPR/纳米TiO2复合材料较纯UPR而言,具有显著提高的热稳定性。(2)采用预先研磨处理的UPR/纳米TiO2混合物为原料,用手糊成型工艺制备了UPR/纳米TiO2/玻璃纤维复合材料。SEM的测试表明UPR与纳米TiO2和玻璃纤维之间具有良好的粘结性;对老化前后的复合材料力学性能和表面FT-IR的测试表明,基体中纳米TiO2可改善UPR的耐光老化性,结合测试结果,提出了老化机理。(3)用研磨的方法处理UPR/纳米CeO2混合物,制备了纳米CeO2质量分数不同的UPR/纳米CeO2复合材料;SEM、EDS分散性表征表明,研磨时间对纳米CeO2在复合材料中分散性有着显著影响;断面SEM的测试显示,对于研磨2 h,纳米CeO2质量分数2.0%条件下制备的复合材料,其冲击断面形成了大量韧性断裂的撕裂带;力学性能的测试表明,较纯树脂而言,拉伸强度、冲击强度、弯曲强度分别提高了69.5%、87.8%和17.8%。