樹脂基復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等特點(diǎn),但近年來材料界和國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)對樹脂基材料使用性能的要求越來越高,如何合成高性能的樹脂基復(fù)合材料,已成為當(dāng)前材料界和企業(yè)界的重要課題。氣相法納米級二氧化硅的問世,為樹脂基復(fù)合材料的合成提供了新的機(jī)遇,為傳統(tǒng)樹脂基材料的改性提供了一條新的途徑,只要能將氣相二氧化硅(氣相白碳黑)顆粒充分、均勻地分散到樹脂材料中,完全能達(dá)到全面改善樹脂基材料性能的目的。
1、提高強(qiáng)度和延伸率。環(huán)氧樹脂是基本的樹脂材料,把氣相二氧化硅(氣相白碳黑)添加到環(huán)氧樹脂中,在結(jié)構(gòu)上完全不同于粗晶二氧化硅(白炭黑等)添加的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料,粗晶二氧化硅一般作為補(bǔ)強(qiáng)劑加入,它主要分布在高分子材料的鏈間中,而納米二氧化硅由于表面嚴(yán)重的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點(diǎn),使它表現(xiàn)出極強(qiáng)的活性,很容易和環(huán)氧環(huán)狀分子的氧起鍵合作用,提高了分子間的鍵力,同時(shí)尚有一部分納米二氧化硅顆粒仍然分布在高分子鏈的空隙中,與粗晶二氧化硅顆粒相比較,表現(xiàn)很高的流漣性,從而使氣相法納米二氧化硅(氣相白碳黑)添加的環(huán)氧樹脂材料強(qiáng)度、韌性、延展性均大幅度提高。
2、提高耐磨性和改善材料表面的光潔度。氣相法納米級二氧化硅顆粒比普通二氧化硅要小100-1000倍,將其添加到環(huán)氧樹脂中,有利于拉成絲。由于氣相納米二氧化硅的高流動(dòng)性和小尺寸效應(yīng),使材料表面更加致密細(xì)潔,摩擦系數(shù)變小,加之納米顆粒的高強(qiáng)度,使材料的耐磨性大大增強(qiáng)。
3、抗老化性能。環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料使用過程中一個(gè)致命的弱點(diǎn)是抗老化性能差,其原因主要是太陽輻射的280-400nm波段的紫外線中、長波作用,它對樹脂基復(fù)合材料的破壞作用是十分嚴(yán)重的,高分子鏈的降解致使樹脂基復(fù)合材料迅速老化。而氣相納米二氧化硅(氣相白碳黑)可以強(qiáng)烈地反射紫外線,加入到環(huán)氧樹脂中可大大減少紫外線對環(huán)氧樹脂的降解作用,從而達(dá)到延緩材料老化的目的。