二氧化硅改性讲义

十一：红外线表征
透光率/%
100
80
60
40
SiO2
改性SiO2
20
0
4000
3000
2000
1000
0
波数/cm-1
十二：结论
（1）通过FT-IR对改性纳米SiO2进行表征分 析，证明用胺丙基三乙氧基硅烷（APTES） 能够成功对纳米SiO2进行改性，并提高了 其在环氧胶基体中的分散性能。
（2）改性纳米SiO2对环氧胶强度的提高具有 显著的效果，当填料用量为0.6%（质量分 数）时，胶黏剂强度最高达22.80MPa，与 空白实验相比，相对强度提高了31%；当 改性纳米SiO2质量分数为0.4%时，最高冲 击强度为10.97×103 J/m2，相对于未改性 的样品，添加改性纳米SiO2冲击强度最大 提高了约66.7%，相对于添加未修饰SiO2 填料的样品，冲击强度提高了52.15%。
性，表面活性非常大，能与环氧树脂在界 面上形成远大于范德华力的作用力；
2.由于比表面积大，纳米粒子与基体之 间接触界面大，受力时会产生更多的微裂 纹和塑性变形，可以起到较好的增韧效果；
3.纳米粒子的加入可以阻碍高分子链的 运动，增大交联密度，使玻璃化温度升高， 这对提高耐热性能有利。
2.2缺陷
无机纳米粒子也因其粒径小、比表面大、 具有亲水性，而容易团聚、在聚合物中不 易分散，在一定程度上限制了它的推广应 用。
• （2）冲击性能测试按GB-T2567-2008进行 测试。
九：实验结果
拉伸强度/MPa
24wenku.baidu.com
23
拉伸强度（1）/MPa
拉伸强度（2）/MPa
22
拉伸强度（3）/MPa 平均拉伸强度 /MPa
21
20
19
18
17
16
15
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
改性SiO2含量/%
12
五：APTES改性纳米二氧化硅的效果
图4 二氧化硅颗粒的SEM图
六：实验原料
名称
型号
厂家
氨水
分析纯
乙醇
分析纯
正硅酸四乙酯 （TEOS）
国药集团化学试 剂有限公司
氨丙基三乙氧基 硅烷（APTES）
河南兴华化工原 料有限公司
环氧树脂E-51 环氧值0.51，分 蓝星新材料无锡
析纯
树脂厂
环氧树脂E-51 聚酰胺650
改性纳米二氧化硅增韧环氧树 脂胶黏剂的研究
——杨坤
一：环氧树脂的特点
环氧树脂胶粘剂具有粘接强度高、粘接 范围广、收缩率低、稳定性好、耐酸碱、 加工方便、绝缘性能优良以及成本低廉等 特点，广泛用于粘接金属材料、非金属材 料、热固性材料等领域。
二：无机纳米粒子改性环氧树脂的 原理和缺陷
2.1原理 1.纳米粒子表面原子具有极高的不饱和
冲击强度×103(1)/（J/m2）
11
冲击强度×103(2)/（J/m2）
未改性SiO （0.4%）×103/（J/m2） 2
10
平均冲击强度×103/（J/m2）
冲击强度×103（J/m2）
9
8
7
6
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
改性SiO2含量/%
十：拉伸剪切断面SEM分析
上海昊化化工有 限公司
七：实验仪器
仪器名称
厂家
电子万能试验机（CSS— 44300）
简支梁冲击试验机
中国科学院长春科新公司试 验仪器研究所
承德精密试验机有限公司
红外光谱仪
SEM扫描电子显微镜 无锡创辉测量技术有限公司
八：性能测试
• （1）剪切拉伸测试按《胶粘剂拉伸剪切强 度测定方法》（GB 7124-86）进行测试， 测试温度：室温，拉伸速度：5mm/min。
三：改性纳米二氧化硅增韧环氧树 脂胶黏剂的优点
以硅烷类偶联剂对纳米二氧化硅进行表 面改性，提高纳米二氧化硅在环氧树脂胶 黏剂中的分散性能，增强环氧树脂胶黏剂 的韧性和粘接强度。
四：APTES改性纳米二氧化硅原理
在无水条件下APTS 分子的乙氧基直接与 二氧化硅表面的Si —OH 发生缩醇反应,形 成Si —O —Si 键。由于体系中无水APTS 分子间不会发生反应,因此这种反应生成的 是较规则的单分子层。