·220. 北京科技大学学报 2005年第2期 树脂先充分混合再加入纳米粉及固化剂的体系 要比纳米粉与液体丁氰橡胶混合后再加入到环 氧树脂中韧性更好这是因为液体丁氰橡胶与环 氧树脂先充分混合再加入纳米粉及固化剂时液 体丁氰橡胶与环氧树脂之间充分结合，在环氧树 脂分子链上所接枝的橡胶分子数增加，相当于环 氧树脂的相对分子质量增加，分子运动的自由度 增加幅度大.在裂纹扩展过程中，无定型分子链 在裂纹扩展张力作用下，在垂直于裂纹扩展方向 发生取向，取向后的无定型分子吸收更多的冲击 能，冲击强度得以大幅增加，并且断面形成后，断 裂面上的弹性分子将产生弹性回复产生断裂韧 窝（图6(a:而纳米粉与液体丁氰橡胶先混合再 加入到环氧树脂时，纳米粉可能首先接枝到丁氰 橡胶分子上，环氧树脂与液体丁氰橡胶发生接枝 的机会减少，分子运动自由度减少，增韧效果不 BIT2000 V 203 如前者显著（图6(b) 图4SiO,粉末微观形貌 Fig.4 Micromorphology of nane-SiO:powder (before mixed with epoxy resin) 图6纳米粉液体丁氰橡胶改性环氧树脂.()环氧树脂/纳米粉 (Si0/液体丁氰橡胶/二乙烯三胺=100/0.5/10/8.工艺为：环氧 树脂与液体丁氰橡胶充分混合后，加入纳米粉及固化剂；(b) 环氧树脂/纳米粉(Si0)/液体丁氰橡胶/二乙烯三胺=100/0.5/ 图5无机粉末在环氧树脂中的分布 10/8.工艺为：纳米粉与液体丁氰橡胶充分混合后，再加入到 Fig.5 Distribution of nano-SiO,powder in epoxy resin 环氧树脂中 Fig.6 Micrograph of epoxy resin modified by liquid butadiene 团聚的纳米粒子通常成为缺陷.受到冲击后，在 acrylonitrile rubber and nano-SiO,powder 粒子团聚的地方容易首先断裂，所以在本实验 中，纳米材料增强效果不是非常显著. 3结论 2.4不同加料顺序对环氧树脂性能的影响 (1)液体无规丁氰橡胶增韧改性环氧树脂的 在同样配方的情况下，液体丁氰橡胶与环氧 断裂面有众多树枝型微裂纹，主裂纹演变为较细一 2 2 0 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 5 年 第 2 期 树 脂先 充 分 混 合 再 加 入 纳 米粉 及 固化 剂 的体 系 要 比纳 米 粉 与 液 体 丁 氰 橡胶 混 合 后 再 加 入 到 环 氧 树 脂 中韧 性更 好 . 这 是因 为液 体 丁氰 橡胶 与环 氧 树脂 先 充 分 混 合 再 加入 纳米 粉 及 固化 剂 时液 体丁 氰橡 胶 与环 氧树 脂 之 间充 分结 合 , 在环氧树 脂分 子链上 所接 枝 的橡胶分 子 数增 加 , 相 当 于环 氧树 脂 的相 对分 子质 量 增加 , 分子 运动 的 自由度 增加 幅 度 大 . 在 裂 纹扩 展 过程中 , 无 定 型 分子 链 在裂 纹扩 展张 力作 用下 , 在 垂 直 于裂 纹扩 展方 向 发 生取 向 , 取 向后 的无 定 型分 子 吸收 更多 的冲 击 能 , 冲 击强 度得 以大幅 增加 , 并且 断面 形成 后 , 断 裂 面 上 的弹 性 分 子 将 产 生 弹 性 回 复产 生 断裂 韧 窝 ( 图 6 (a) ) ; 而 纳 米粉 与液体 丁氰 橡胶 先 混合 再 加入 到环 氧 树脂 时 , 纳 米粉 可 能 首先 接枝 到 丁氰 橡胶分 子上 , 环 氧 树脂 与液 体 丁氰 橡胶 发 生接 枝 的机 会 减 少 , 分 子 运 动 自由度减 少 , 增 韧 效果不 如 前者显 著 ( 图 6 (b )) . 图 4 51 0 : 粉末 微观 形貌 F ig . 4 呱 e r o m o r P b o l o 盯 o f n a n e一 5 10 : P脚d 耽 (b 雨er n l i x e d w iht e P o x y r e s i n ) 图 5 无 机粉 末在环 氧 树脂 中的分 布 F i g . 5 D i s t r i b u it o n o f n a n o 一 S iq P o w d e r i n e P o xy er s i n 团聚 的纳米 粒 子通 常 成 为缺 陷 . 受 到冲 击后 , 在 粒 子 团聚 的 地 方容 易首 先 断 裂 , 所 以在 本 实 验 中 , 纳 米材 料 增 强效 果 不 是非 常 显著 . 2 .4 不 同加料 顺 序 对环 氧 树脂 性 能 的影 响 在 同样 配 方 的情 况下 , 液 体 丁氰 橡 胶与 环氧 图 6 纳 米粉液 体 丁 氰橡胶 改性 环氧树 脂 . (a) 环氧树脂 /纳米粉 (S 10 2)1 液 体丁 氰橡胶 /二 乙 烯三 胺= 10 .10 5 /10 18 . 工 艺 为 : 环 氧 树 脂 与液体 丁 氰 橡胶充分 混 合 后 , 加入 纳米 粉及 固 化 剂 ; ( b) 环 氧树 脂 /纳 米粉 (S 10 2)/ 液 体丁 氰橡胶l 二 乙 烯 三胺 = 10 .10 5/ 10 18 . 工 艺为 : 纳 米粉 与液体 丁 氰橡胶 充 分混合 后 , 再加 入到 环 氧树 脂 中 F i g . 6 iM e or g ar p h o f e P o xy re s i n m o d 透e d by il q u i d b u t a d i e n e a e ry l o n it rl e r u b b e r a n d n a n o 一 5 1伍 P ow d e r 3 结 论 ( l) 液体 无 规 丁氰橡胶增 韧 改 性环 氧树 脂 的 断裂面 有众 多树枝 型微裂 纹 , 主 裂纹演 变为较细