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专题纳米五改性结构胶5【新闻】

2022-03-01

专题:纳米(五)改性结构胶5

3、纳米SiO2对环氧树脂结构胶拉伸性能的影响

由图6可知随着纳米SiO2用量的提高,环氧树脂结构胶的拉伸强度略呈下降趋势,在纳米SiO2低掺混量时,结构胶的拉伸强度略有提高,这个幅度约为5%,而弹性模量则有较大提高,当纳米SiO2的掺混量为5%时,弹性模量为2.97GPa,比基体提高52.3%。在加固工程中,混凝土和钢板的弹性模量比结构胶要高,改性后的结构胶弹性模量的提高有利于和混凝土、钢板粘结以后应力的均匀传递、一起共同工作。少量纳米SiO2对结构胶的拉伸强度没有影响,掺混量增大至10%,其拉伸强度下降14%okmart.com。主要原因有两方面:一方面由于纳米SiO2掺入到环氧树脂结构胶中,两组分混合后会混人一些气泡,纳米SiO2越多胶体触变性越好,气泡上升至液面受到的阻力越大,溢出难度增加,试件中混入了一些微小气泡在受拉过程中产生应力集中,导致拉伸强度的降低。

另一方面纳米SiO2和环氧树脂的弹性模量不一致,在受拉过程中两者的弱边界层容易出现缺陷,使得裂纹从此处迅速延伸开来,纳米SiO2掺混量越多这种缺陷产生的机会越大,使得拉伸强度有所降低。不过从断口的破坏形式(表2)来看,纳米SiO2掺混量超过2%以后,断口都是断裂成几块,这是由于纳米SiO2在基体中,受到拉伸应力时发挥出诱发银纹的作用,使得试件开裂沿着不同方向发展。这种破坏形式有利于破坏能量的吸收而提高试件的拉伸强度。不过这个有利条件跟前面所述由于纳米SiO2用量增大,而引入气泡的影响相比要小,结构胶总体上还是表现出下降的趋势。

表3含纳米SiO2的环氧树脂结构胶拉伸断口破坏形式

(四)结论

1、纳米SiO2对环氧树脂结构胶的流变性能改善显著,随着纳米SiO2掺混量的增大,环氧树脂从牛顿流体向触变性流体转变。当纳米SiO2的掺混量为5%和10%时,结构胶的触变指数为1.8和5.8。

2、纳米SiO2对结构胶有较好的增韧作用。当纳米SiO2的掺混量为5%时,钢-钢剪切强度21.3MPa,提高23.8%;当纳米SiO2的掺混量为3%时,结构胶的冲击强度为5.3kJ/m2,提高23.5%。在低掺混量范围内,纳米SiO2对环氧树脂结构胶的拉伸强度没有明显影响,其掺混量增大结构胶的拉伸强度呈下降趋势,但弹性模量有52.3%的提高,有利于工程应用。

3、SEM实验表明高速研磨的分散方法,纳米SiO2在环氧树脂中分散基本均匀,纳米SiO2诱发银纹能力明显,是增韧环氧树脂结构胶的主要原因。通过高速研磨的方法制备的纳米SiO2改性环氧树脂结构胶的综合性能良好,有积极的工程推广价值。

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