【摘 要】
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为探索活性基团对纳米SiO2颗粒改性环氧胶黏剂力学性能的影响,制备性能优良的纳米颗粒环氧树脂结构胶黏剂,研究了环氧树脂分别掺入氨基修饰的纳米SiO2颗粒(SiO2-NH2)、甲基丙
【机 构】
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长沙理工大学桥梁与建筑绿色建造与维护湖南省重点实验室,湖南长沙410114;长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室,湖南长沙410114
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为探索活性基团对纳米SiO2颗粒改性环氧胶黏剂力学性能的影响,制备性能优良的纳米颗粒环氧树脂结构胶黏剂,研究了环氧树脂分别掺入氨基修饰的纳米SiO2颗粒(SiO2-NH2)、甲基丙烯修饰的纳米SiO2颗粒(SiO2-C4H8)和无活性基团纳米SiO2颗粒(SiO2-O)胶黏剂的胶体力学性能.通过超声波细胞粉碎仪对纳米颗粒进行分散,制备了分别掺入3种纳米SiO2颗粒、掺量(质量分数,下同)为0％、0.01％、0.02％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％的十六类改性环氧胶黏剂,测试了胶黏剂的弯曲性能和拉伸性能,分析了试件的几种主要破坏形态,利用扫描电子显微镜(SEM)观察纳米颗粒在环氧树脂中的拉伸断面形貌及分散情况.研究结果表明:当纳米SiO2颗粒掺量从0％增加到0.05％时,胶黏剂的轴拉性能逐渐提升,然后随纳米SiO2颗粒掺量增加而下降;当SiO2颗粒掺量为0.05％时,SiO2-NH2、SiO2-C4H8和SiO2-O的拉伸强度较纯环氧胶黏剂胶体分别提高了 47.60％、47.63％和36.12％,弯曲强度在 SiO2-NH2、SiO2-C4H8和 SiO2-O掺量分别为0.05％、0.05％、0.1％时最大,较纯环氧胶黏剂胶体分别提高了 48.52％、62.20％和34.92％;胶体拉伸断面SEM分析表明,掺量为0.05％的纳米SiO2颗粒有效分散在环氧树脂中,纳米SiO2颗粒的加入能改变断面的粗糙度,纳米颗粒附近的基体产生明显的塑性变形,拉伸试件的断裂形式由脆性断裂转变为韧性断裂,胶黏剂的强度与韧性得到提升;过多的纳米SiO2颗粒加入会让其在树脂中出现团聚现象,致使胶体力学性能急剧下降.
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