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SiO2无溶剂纳米流体粒径和含量对环氧树脂力学和热性能的影响

2021-10-20王钰登郑亚萍姚东东

材料工程 2021年10期
关键词:复合材料

王钰登,郑亚萍,宋 珊,姚东东

(西北工业大学 化学与化工学院,西安 710129)

环氧树脂以其优良的电器绝缘性、介电性能、密封性能、耐化学腐蚀性及与各种材料的良好粘接性而广泛地应用于干式变压器、电流电感互感器、传感器、阻流圈等电子元器的整体灌注密封[1-4]。随着现代微电子技术向着微型化、集成化等方向发展,在各个领域中对环氧树脂的使用环境也越来越苛刻[5-7]。因此逐渐暴露出环氧树脂的缺陷,即低温脆性、固化物易开裂、热膨胀系数大等问题[8],使得电器元件质量下降,寿命缩短,达不到技术要求。为使电子元器件良好工作,要求环氧树脂灌注体系具有良好的力学性能和低的线膨胀系数。

采用纳米SiO2改性环氧树脂是一种高效、低成本的增强增韧环氧树脂的方法[9]。而且纳米SiO2制备简单,容易通过溶胶-凝胶法[10]制备得到尺寸可控、粒径均一的纳米SiO2[11-12]。张淑慧等[13]以物理分散法将纳米SiO2分散在环氧树脂中,通过力学性能测试发现当纳米SiO2含量为3%(质量分数,下同)时,改性环氧树脂胶黏剂的拉伸强度和冲击强度分别提高了28.8%和22.6%。Conradi等[14]用双酚A的二缩水甘油醚(BADGE)对30 nm和130 nm球形SiO2进行预处理,环氧复合材料弹性模量提高了10%~20%,断裂伸长率降低了5%~10%,断裂韧度提高了25%~30%。Zamanian等[15]通过添加不同的SiO2纳米颗粒来改性环氧树脂。采用超声将颗粒均匀分散到环氧树脂中。拉伸实验和动态机械热分析(DMTA)表明,复合材料杨氏模量增加并且玻璃化转变温度不变。大量的研究表明,在环氧……

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