具有协同效应的第三级环氧纳米复合材料:制备,性能评估和结构分析
Patryk Suroń1, Anita Białkowska1, Mohamed Bakar1
1Faculty of Applied Chemistry, University of Radom, 26-600 Radom, Poland.
Polymers
|January 25, 2025
概括
用聚氨 (PUR),纳米纳米粘土和碳纳米管 (CNT) 增强的混合环氧复合材料显示了机械和热性能的协同改进. 这些先进的材料具有在要求高性能的苛刻应用中使用的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 环氧树脂被广泛使用,但通常需要增强的机械和热性能,用于先进的应用.
- 使用多个修饰物的混合化可以产生协同效应,改善复合材料的性能,超出单个组件的贡献.
研究的目的:
- 准备混合环氧复合材料,包括聚氨 (PUR),纳米纳米粘土和碳纳米管 (CNT).
- 研究这些同时修饰剂对环氧基质的机械和热性质的协同效应.
- 为了探索潜在的应用在更严峻的条件下,由于提高了性能.
主要方法:
- 使用不同度的PUR,纳米纳米粘土和CNT制备混合环氧复合材料.
- 评估机械性能,包括冲击强度 (IS) 和热性能.
- 频谱分析 (例如,FTIR) 来确认接口相互作用.
- 使用显微镜分析断裂表面,以评估分散和变形机制.
主要成果:
- 在特定组合中观察到对冲击强度的协同改进:0.5%重%纳米+1重%CNT,7.5%重%PUR+1重%CNT,和5%重%PUR+1重%CNT.
- 归因于纳米粒子界面相互作用的CNT/纳米体硬化;与灵活的聚合物链和纳米粒子排列相关的CNT/PUR硬化.
- 谱学证实了环氧矩阵 (OH 组),CNT 和 PUR 反应组之间的相互作用.
- 断裂表面表现出塑性变形和良好的CNT分散,与改善的机械性能相关.
结论:
- 同时添加PUR,纳米纳米粘土和CNT可以诱导环氧复合材料性能的协同改进.
- 观察到的增强与特定的界面相互作用和修饰物的结构安排有关.
- 这些混合环氧复合材料显示出需要增强机械弹性和热稳定性的应用的潜力.
