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離子液體增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂耐熱強(qiáng)度和韌性

2024-08-24 18:06:54 sh默尼 11

環(huán)氧樹(shù)脂是一種由環(huán)氧預(yù)聚物與固化劑反應(yīng)形成的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的熱固性聚合物,因附著力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、易加工成型而被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、電子、電氣和土木工程等領(lǐng)域。然而,環(huán)氧樹(shù)脂往往存在脆性和韌性不足的缺陷,大多數(shù)報(bào)道的環(huán)氧樹(shù)脂改性方法都會(huì)損害其熱阻,這極大地限制了其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。


近年來(lái),硬質(zhì)納米顆粒改性環(huán)氧樹(shù)脂已成為高強(qiáng)高韌性環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。纖維素納米纖維是由纖維素分子組成的納米級(jí)纖維,具有極小的尺寸和較高的表面積體積比。然而,由于纖維素納米纖維之間的范德華力和靜電吸引,它們?cè)诩庸ず蛻?yīng)用過(guò)程中容易結(jié)塊,導(dǎo)致分散性降低,影響其在材料制備中的性能。

離子液體是一種特殊類(lèi)型的液體,通常由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子組成,這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其具有蒸氣壓低、熱穩(wěn)定性好、溶解度多樣等特性。作為特殊的分散劑和增韌劑,離子液體能通過(guò)設(shè)計(jì)和合成相應(yīng)的化學(xué)結(jié)構(gòu)以達(dá)到特定的效果,在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域具有廣闊的前景。

基于上述研究,研究人員在分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,通過(guò)簡(jiǎn)單的一步烷基化反應(yīng)合成了一種新型離子液體,開(kāi)發(fā)了其在環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料制備中的多功能應(yīng)用前景。纖維素納米纖維表面的羧酸陰離子可以與離子液體的陽(yáng)離子相互作用,從而促進(jìn)纖維素納米纖維在環(huán)氧樹(shù)脂基體中的分散。這兩種組分能協(xié)同提高環(huán)氧復(fù)合材料的耐熱性,增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的韌性,而不影響環(huán)氧樹(shù)脂的透明度。

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