纳米TiO2溶胶对环氧树脂固化反应的影响开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

通过溶胶凝胶法制备了含有不同粒径纳米TiO2颗粒的纳米TiO2溶胶,探究纳米TiO2添加量和粒径对环氧树脂固化进程(固化时间及温度)以及固化物热力学性能的影响

纳米TiO2因性能优异而广泛使用,但粉体TiO2在实际使用过程中易发生团聚,而溶胶颗粒在液态介质中则具有很高的分散性与分散稳定性。纳米级的TiO2由于表面严重的配位不足,具有极强的活性,很容易和环氧分子的氧发生键合作用。同时一部分纳米粒子分布在高分子链的空隙中,与粗颗粒相比,这些纳米粒子表面有很高的流动性,从而使添加纳米颗粒的环氧树脂的强度、韧性、延展性均较大幅度提高。

环氧树脂具有优良的粘结、耐腐蚀、绝缘、高强度等性能,广泛应用于粘合剂、涂料、电气绝缘材料和复合材料的制备,是工业领域不可或缺的基体材料。但环氧树脂还存在固化温度较高、固化反应时间较长等问题,为此不少科研工作者尝试在环氧树脂体系中加入各种促进剂。如何对环氧树脂进行改性、使其在室温下快速固化一直是环氧树脂的研究重点和热点。

利用无机纳米复合技术制备树脂基纳米复合材料,无机纳米颗粒具有纳米颗粒独特的表面结构,表面具有大量的活性基团,可与环氧树脂中的环氧基团反应,继而促进固化。此外还可以赋予树脂基体许多新异的性能,是改性环氧树脂的一种行之有效的新方法。

本次试验当中涉及到的社会、健康、安全、环境及成本问题。在聚合物的制备及合成实验中,会存在一些对人体和环境产生威胁的因素,包括实验原料、中间产物及操作方法等,因此就毕业设计当中所涉及到的有关问题,进行说明

安全是实验的第一注意事项,高温高压及易燃易爆物是实验过程当中主要的安全隐患,而环氧树脂的固化常需要较高的温度,因此本次实验我们采用添加纳米TiO2及使用低温固化剂,降低环氧树脂固化过程当中的温度。此外,实验当中使用的无水乙醇溶剂使用减压蒸馏的方法去除回收,避免在固化过程当中挥发大量的可燃性气体,产生安全隐患

另外本着“绿色化学”的宗旨,在实验过程当中应尽量避免使用及产生对环境有害的物质。通过查阅文献可知,早期人们多用有机物为环氧树脂固化促进剂,如胺类、取代脲促进剂等,其在生产、使用及后续的回收利用过程中产生分解,都会对环境产生不利影响。

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