Epoxy-氯磺化聚乙烯改性環氧樹脂性能研究

以環氧樹脂(E-44)爲環氧樹脂施工基體，氯磺化聚乙烯(CSM)爲增韌劑，納米TiO2爲填料，制備了環氧樹脂/CSM複合材料，研究了改性物對複合材料的拉伸性能、沖擊性能及耐腐蝕等性能的影響。實驗結果表明CSM質量爲環氧樹脂的6%、TiO2爲5%時，環氧樹脂/CSM複合材料性能最佳。複合材料沖擊強度Epoxy施工達到11。25MPa，拉伸強度爲8。775MPa，複合材料的耐腐蝕性也得到了一定的改善。環氧樹脂/CSM複合材料沖擊斷面掃描電鏡圖片表明，改性後由脆性斷裂轉變爲韌性斷裂。

環氧樹脂是一類重要的熱固性樹脂，是聚合物複合材料中應用最廣泛的基體樹脂之一。環氧樹脂具有優異的粘接性能、耐磨性能、機械性能、電絕緣性能、化學穩定 性能及耐高低溫性能，其收縮率低、易加工成型且成本低廉，在膠粘劑、電子儀表、輕工、建築、機械、航天航空等領域得到廣泛應用。環氧樹脂固化後交聯密度 高，存在內應力大、質脆、耐沖擊性較差等缺陷，限制了其某些領域的應用。目前，環氧樹脂的增韌方法主要有熱塑性樹脂增韌、核-殼結構增韌、膨脹性單體增 韌、剛性粒子增韌、熱致性液晶聚合物增韌、橡膠類彈性體增韌及納米粒子增韌［。

氯磺化聚乙烯(CSM)是以聚乙烯主料經氯化、氯磺化反應而制得的具有高飽和化學結構的含氯特殊彈性體材料，屬高性能品質的特種橡膠品種。實驗中，采用氯 磺化聚乙烯爲改性劑，結合無機粒子填充改性作用，獲得以彈性材料氯磺化聚乙烯爲分散相的環氧樹脂複合材料，測試複合材料的拉伸性能、沖擊性能及耐腐蝕性 能，確定複合材料的配方。

1·實驗部分

1。1實驗原料與設備

環氧樹脂(E-44)，沈陽防腐材料有限，工業品；T31，沈陽防腐材料有限，化學純；CSM，上海千峰化工有限，工業品；納米TiO2(30～50nm)，上海納米材料，化學純；二氯乙烷，沈陽防腐材料有限，化學純。

1。2環氧樹脂/CSM複合材料制備

將CSM溶于二氯乙烷溶劑，加入一定量的環氧樹脂、固化劑、混合納米TiO2，攪拌使其充分混合均勻。將混合物倒入模具中固化，脫模，備用。

1。3性能測試

根據GB/T2567-2008，用簡支梁式擺錘試驗機進行沖擊強度測試，用拉伸試驗機進行拉伸強度測試，根據DIN51006-1990，取未改性的環 氧樹脂固化物粉末與改性後的複合材料固化物粉末，氮氣氣氛，升溫速率爲10℃/min，溫度範圍爲25～650℃，進行熱重分析。

Epoxy 將試樣表面清潔處理，分別加入到30%的氫氧化鈉、80%的硫酸溶液中，保鮮膜封口。每隔一段時間將樣品取出，在幹燥箱中于50℃下烘1h，使其表面水分完全蒸幹，電子天平測其質量，再放入原溶液中繼續腐蝕。

將沖擊測試試樣斷面沾上導電膠，采用掃描電子顯微鏡，進行微觀表面形貌觀察。

2·實驗結果與分析

2。1納米TiO2加入量對試樣力學性能的影響

當納米TiO2的加入量小于5%時，材料的沖擊強度和拉伸強度隨著納米TiO2的加入而增大，超過5%後，材料的力學性能開始下降，當納米TiO2的加入 量爲5%時，得到的複合材料性能最佳。納米TiO2能有效消除環氧樹脂固化時産生的內應力，納米TiO2在環氧樹脂基體中以納米尺度分散時，表面積大，與 樹脂間有較強的界面粘接作用。當受到外力作用時，可以引發基體局部的剪切屈服，從而提高材料的斷裂韌性。當加入量超過5%後，納米粒子會發生團聚，在液相 介質中分散不均勻，成爲體系的缺陷中心，致使環氧樹脂複合材料的沖擊強度和拉伸強度降低。