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不同活性基团纳米SiO2环氧胶黏剂的力学性能

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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.
Mechanical properties of epoxy adhesives with nano-SiO2 modified by different active groups

李传习、龙洁杰、李游、高有为

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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

桥梁工程 力学性能 活性基团纳米SiO2 环氧胶黏剂 拉伸断面

国家自然科学基金国家自然科学基金长沙理工大学学术学位研究生科研创新项目

5177806951808055CX2020SS23

2021

10.19721/j.cnki.1671-8879.2021.01.004

长安大学学报(自然科学版)
长安大学

长安大学学报(自然科学版)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.011
ISSN：1671-8879
年,卷(期)：2021.41(1)
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