二氧化鈦及丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂的性能研究

郭會(huì)敏 戎建鑫 于曉燕 張慶新

摘要?利用KH-550修飾的二氧化鈦（TiO2）和端羧基丁腈橡膠，以甲基四氫苯酐為固化劑，2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚（DMP-30）為促進(jìn)劑，對(duì)雙酚F型環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，以改善環(huán)氧樹脂固化物脆性大、韌性差的缺點(diǎn)。隨后通過紅外光譜對(duì)KH-550修飾的TiO2進(jìn)行了表征，并利用電子萬能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、靜態(tài)熱機(jī)械檢測(cè)儀（TMA）等設(shè)備對(duì)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)行性能分析。結(jié)果表明，相比僅用端羧基丁腈橡膠改性來講，TiO2及丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度得以提高，在TiO2添加量為1%時(shí)，其力學(xué)性能最好，分別達(dá)到78.42?MPa，15.03?%?和12.26?kJ/m2。并且TiO2及丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與僅用端羧基丁腈橡膠改性的環(huán)氧樹脂相比，呈先降低后升高的趨勢(shì)，其熱膨脹系數(shù)也大幅降低。

關(guān)?鍵?詞?雙酚F型環(huán)氧樹脂;丁腈橡膠;二氧化鈦;力學(xué)性能;玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;熱膨脹系數(shù)

中圖分類號(hào)?TQ323.5?????文獻(xiàn)標(biāo)志碼?A

Preparation?and?properties?of?titanium?dioxide?and?nitrile?rubber?toughening?epoxy?resin?system

GUO?Huimin1，?RONG?Jianxin1，?YU?Xiaoyan1，?ZHANG?Qingxin1，?2

（1.?School?of?Chemical?Engineering，?Hebei?University?of?Technology，?Tianjin?300130，?China;?2.?Key?Lab?for?Micro-?and?Nano-scale?Boron?Nitride?Materials?in?Hebei?Province，?Hebei?University?of?Technology，?Tianjin?300130，?China）

Abstract?The?bisphenol?F?epoxy?resin?was?toughened?by?titanium?dioxide?modified?by?KH-550?and?carboxyl-terminated?Liquid?Nitrile?Rubber?using?methyl?tetrahydrophthalic?anhydride?as?curing?agent?and?2，?4，?6-tris?（dimethylaminomethyl）?phenol?as?promoter to?improve?the?brittleness?and?poor?toughness?of?the?epoxy?resin.?The?titanium?dioxide?modified?by?KH-550?was?characterized?through?infrared?spectroscopy.?And?the?property?of?the?composites?was?studied?by?universal?testing?machine，?impact?testing?machine?and?static?thermomechanical?analyzer?equipment.?The?results?indicate?that?compared?with?the?modified?epoxy?resin?only?by?nitrile?rubber，?the?tensile?strength，?elongation?at?break?and?impact?strength?of?titanium?dioxide?and?nitrile?rubber?toughening?epoxy?resin?system?shows?increasing?tendency.?The?mechanical?properties?exhibit?the?best?when?the?additive?amount?of?TiO2?is?1%and?the?data?come?up?to?78.42?MPa，?15.03%?and?12.26?kJ/m2.?The?glass?transition?temperature?presents?a?tendency?of?decreasing?at?first?and?then?increasing.?And?the?thermal?expansion?coefficient?drop?sharply.

Key?words?epoxy?resin;?nitrile?rubber;?titanium?dioxide;?mechanical?property;?glass?transition?temperature;?thermal?expansion?coefficien

環(huán)氧樹脂是主鏈含有環(huán)氧基的熱固性樹脂，具有良好的力學(xué)性能、黏結(jié)性能和電性能?[1]，目前被廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料、航空航天、建筑以及電子電器等領(lǐng)域[2，?3]。但是由于環(huán)氧樹脂具有三維網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，其固化物質(zhì)脆、耐沖擊性能差、易開裂[4]，極大地限制了環(huán)氧樹脂在許多領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行增韌改性具有很大的研究意義。目前，對(duì)環(huán)氧樹脂的增韌改性的方法有很多[5-7]，其中主要分為3類：1）?添加橡膠彈性體、熱塑性樹脂等第二相進(jìn)行增韌;2）?將熱塑性塑料或樹脂加入環(huán)氧樹脂中形成半互穿或互穿網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行增韌;3）?使用無機(jī)剛性粒子對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行增強(qiáng)增韌改性。橡膠增韌環(huán)氧樹脂的研究目前已經(jīng)很成熟，但彈性體增韌環(huán)氧樹脂的同時(shí)，降低了體系的強(qiáng)度和耐熱性。近年來，無機(jī)納米材料在增強(qiáng)增韌方面已經(jīng)得到證實(shí)，只是增韌幅度不如彈性體明顯[8]，但對(duì)體系的熱膨脹系數(shù)?（CTE）?影響明顯。所以本研究旨在橡膠增韌環(huán)氧樹脂的基礎(chǔ)上摻入二氧化鈦，這種無機(jī)粒子能夠填充到高聚物的缺陷中，使基體的應(yīng)力集中發(fā)生改變，吸收沖擊能，從而達(dá)到增強(qiáng)增韌的效果[9]。本文選用雙酚F型環(huán)氧樹脂，在端羧基丁腈橡膠增韌的基礎(chǔ)上，通過加入不同份數(shù)的二氧化鈦粒子對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行增韌改性。為了改善二氧化鈦在環(huán)氧樹脂基體中的團(tuán)聚和分散性問題，用KH-550偶聯(lián)劑對(duì)二氧化鈦進(jìn)行了表面修飾[10]。通過傅里葉紅外光譜對(duì)表面修飾的二氧化鈦進(jìn)行了表征，并利用電子萬能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、靜態(tài)熱機(jī)械檢測(cè)儀（TMA）等設(shè)備對(duì)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)行性能分析。

1?實(shí)驗(yàn)部分

1.1?實(shí)驗(yàn)原料

雙酚F型環(huán)氧樹脂，南通星辰合成材料有限公司;端羧基液體丁腈橡膠（CTBN），工業(yè)級(jí)，靖江市通高化工有限公司;二氧化鈦（TiO2），分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司;2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚（DMP-30），分析純，河南惠成有限公司;甲基四氫鄰苯二甲酸酐，分析純，河南惠成有限公司;3-氨基丙基三甲氧基硅烷（KH-550，>95%），天津化學(xué)試劑一廠;95乙醇，分析純，天津市科銳思精細(xì)化工有限公司。

1.2?實(shí)驗(yàn)儀器

VECTOR?22型紅外光譜儀，德國(guó)布魯克公司;CMT-6104型電子萬能試驗(yàn)機(jī)，深圳新三思材料檢測(cè)公司;ZH-XBL-5.5D型懸臂梁沖擊試驗(yàn)箱，東莞市正航儀器設(shè)備有限公司;RJY-IP型靜態(tài)熱機(jī)械檢測(cè)儀（TMA），上海天昊天平儀器有限公司。

1.3?實(shí)驗(yàn)過程

1.3.1?CTBN/雙酚F型環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備

將計(jì)量比100?phr的雙酚F型環(huán)氧樹脂置于60?℃真空干燥箱中真空抽氣泡1?h。無氣泡后，加入不同份數(shù)的CTBN（0～25?phr），加入理論計(jì)量的固化劑甲基四氫鄰苯二甲酸酐和少量的促進(jìn)劑2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚（DMP-30），其中環(huán)氧樹脂∶甲基四氫鄰苯二甲酸酐∶DMP-30的質(zhì)量比為100∶98∶1.96。室溫?cái)嚢?0?min左右，使其混合均勻。然后將混合物倒入涂有脫模劑的自制模具中，置于60?℃真空干燥箱中脫氣泡約40?min直至幾乎無氣泡產(chǎn)生。然后置于烘箱中進(jìn)行固化，固化程序?yàn)?0?℃/2?h?+?150?℃/4?h。待冷卻至室溫后脫模取出即得CTBN/雙酚F型環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，并通過力學(xué)性能測(cè)試得出，當(dāng)CTBN添加量為15?phr時(shí)，復(fù)合材料的綜合性能最好，為后期TiO2/丁腈橡膠復(fù)合改性環(huán)氧樹脂確定了最優(yōu)的橡膠加入量。

1.3.2?TiO2和CTBN復(fù)合改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備

1.3.2.1?TiO2的表面處理

為了去除TiO2表面吸附的水分，將其置于110?℃烘箱中10?h。在250?mL的燒杯中加入預(yù)先配制好的水和乙醇的混合溶液，配比為10∶90，然后加入硅烷偶聯(lián)劑KH-550?（質(zhì)量為TiO2質(zhì)量的5?%），在60?℃下反應(yīng)30?min，加入烘好的TiO2，反復(fù)超聲攪拌均勻后，60?℃反應(yīng)3?h。冷卻后，離心，并用乙醇洗去未反應(yīng)的KH-550。60?℃真空干燥，備用。

1.3.2.2?TiO2和CTBN改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備

制備流程如1.3.1，在添加15?phr?CTBN的基礎(chǔ)上，分別添加1?phr，2?phr，3?phr，4?phr的TiO2，得到TiO2和CTBN復(fù)合改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

1.4?測(cè)試與表征

1.4.1?FT-IR表征

采用德國(guó)布魯克公司VECTOR?22型紅外光譜儀對(duì)KH-550改性的TiO2進(jìn)行紅外光譜分析，掃描范圍為400～4?000?cm-1，采用KBr壓片法。

1.4.2?沖擊性能表征

參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T?1843—2008，采用ZH-XBL-5.5D型懸臂梁沖擊試驗(yàn)箱（東莞市正航儀器設(shè)備有限公司）測(cè)試復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度，樣品為無缺口。

1.4.3?拉伸性能表征

參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T?1040.2—2006，采用CMT-6104型電子萬能試驗(yàn)機(jī)（深圳新三思材料檢測(cè)公司）測(cè)試復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度，拉伸速度為2??mm/min。

1.4.4?靜態(tài)熱力學(xué)表征

采用RJY-IP型靜態(tài)熱機(jī)械檢測(cè)儀（上海天昊天平儀器有限公司）測(cè)試復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱膨脹系數(shù)，其中試樣厚度為2?mm塊狀，以5?℃/min的升溫速率由室溫升至250?℃。

2?結(jié)果與討論

2.1?紅外光譜表征及分析

圖1為原始TiO2和表面改性TiO2的紅外譜圖，從圖1可以看出，原始TiO2和表面改性TiO2在500～900?cm-1處存在寬而強(qiáng)的特征吸收峰，在3?448?cm-1和1?638?cm-1為羥基的伸縮和彎曲振動(dòng)吸收峰。經(jīng)表面處理后，在2?928?cm-1和2?855?cm-1出現(xiàn)了亞甲基（—CH2）的不對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰[11]，在1?468?cm-1和1?322?cm-1處分別出現(xiàn)了Si—O—C和O—Si的特征吸收峰[10]，證明了KH-550已經(jīng)成功地接枝到了TiO2的表面。

2.2?CTBN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的性能表征及分析

2.2.1?力學(xué)性能分析

表1和圖2～圖4為CTBN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能圖。從圖2，圖3可以看出，隨著CTBN加入量的增加復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。其中在CTBN加入量達(dá)到15?%時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到了76.76?MPa，是純雙酚F環(huán)氧樹脂的171.9?%。斷裂伸長(zhǎng)率也達(dá)到純雙酚F環(huán)氧樹脂的143.4?%。這是由于CTBN為遙爪式高聚物，?分子鏈兩端含有羧基活性官能團(tuán)，?在復(fù)合材料固化過程中，分子鏈中的羧基可與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)，?從而將橡膠柔性鏈段引入到環(huán)氧樹脂交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)受到外力或沖擊應(yīng)力時(shí)，在橡膠分散相中產(chǎn)生大量銀紋，形成微裂紋或剪切帶，吸收應(yīng)變能，起到增韌的作用[12]。然而隨著CTBN含量的增加，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)?？赡苁怯捎贑TBN的含量達(dá)到20?%或者更多時(shí)，CTBN中的端羧基與環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基反應(yīng)過多，橡膠顆粒密集，表現(xiàn)出相不穩(wěn)定的情況[13]，從而導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的降低。

隨著CTBN含量的增加，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度先增加后降低隨后又上升，這可能是由于丁腈橡膠與環(huán)氧樹脂在固化過程中發(fā)生反應(yīng)，使得環(huán)氧樹脂基體中含有丁腈鏈段，增加了分子鏈的柔性和運(yùn)動(dòng)力，使得材料在受到?jīng)_擊時(shí)，能夠吸收沖擊能，使得沖擊強(qiáng)度增加。隨著丁腈橡膠含量的增加，沖擊強(qiáng)度開始降低，這可能是由于丁腈橡膠的模量低于環(huán)氧樹脂，在外力作用下主要是環(huán)氧樹脂受力，隨著丁腈橡膠含量的增加，受力截面的環(huán)氧樹脂相對(duì)含量降低，使得沖擊強(qiáng)度降低。當(dāng)CTBN加入量為25?%時(shí)，沖擊強(qiáng)度隨后又增加，達(dá)到最大，為12.58?kJ/m2，為純環(huán)氧樹脂的185.6?%。這可能是由于橡膠分散相中能夠產(chǎn)生大量的銀紋，吸收應(yīng)變能，說明CTBN對(duì)環(huán)氧樹脂的增韌改性比較成功。但如果繼續(xù)增加橡膠含量，沖擊強(qiáng)度可能不會(huì)進(jìn)一步提高，因?yàn)橄鹉z含量達(dá)到飽和之后，繼續(xù)增加橡膠會(huì)使橡膠粒子析出，不僅不能使裂紋轉(zhuǎn)化成銀紋，反而僅起到應(yīng)力集中點(diǎn)的作用，使得材料容易發(fā)生脆性斷裂。

從力學(xué)性能綜合考慮，可以得出CTBN在加入量達(dá)到15?%時(shí)，復(fù)合材料的性能最好。

2.2.2?靜態(tài)熱力學(xué)分析

圖5為不同含量的CTBN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的TMA曲線，圖6為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度?（Tg）?與CTBN含量的關(guān)系圖。從不同TMA曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處可以看出不同橡膠添加量時(shí)復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。圖6給出了不同橡膠添加量時(shí)復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的變化趨勢(shì)，可以直觀地看出，隨著CTBN含量的增加，CTBN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的Tg逐漸降低。純雙酚F型環(huán)氧樹脂的Tg為113.37?℃，而當(dāng)CTBN加至25?%時(shí)，Tg降到最低，為83.34?℃，這可能是由于CTBN分子結(jié)構(gòu)中的羧基與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基發(fā)生反應(yīng)，CTBN以共價(jià)鍵的方式鍵接在環(huán)氧樹脂交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，二者相容性好[14]，而CTBN的Tg較雙酚F型環(huán)氧樹脂低，從而使得復(fù)合材料的Tg降低。

熱膨脹系數(shù)（CTE）可以表征固體材料的幾何特性隨溫度的變化規(guī)律，是材料重要物理性能之一，為了滿足環(huán)氧樹脂在很多方面的應(yīng)用，大幅降低其CTE值是很有研究必要的。CTE的計(jì)算公式為?[15]

[CTE=ΔLL01ΔT]。 （1）

對(duì)于熱固性聚合物如環(huán)氧樹脂，其CTE值可以分為兩個(gè)部分：Tg以下的CTE值和Tg以上的CTE值。Tg以下的CTE值是具有參考價(jià)值的，因?yàn)榫酆衔锘驈?fù)合材料在Tg以下可保持其力學(xué)性能，在Tg以上會(huì)失去其力學(xué)性能[16]。所以圖7只研究了Tg以下的CTE值。從圖中可以看出，純雙酚F環(huán)氧樹脂的CTE為3.758×10-5?℃-1，隨著CTBN含量的增加，復(fù)合材料的CTE值呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)CTBN加入量為20?%時(shí)，CTE達(dá)到最大，為7.989×10-5?℃-1，較純環(huán)氧樹脂增加了112.6?%，當(dāng)CTBN加入量為25?%，CTE有所降低，為6.700×10-5?℃-1。

材料的CTE的大小取決于材料的結(jié)構(gòu)。CTBN的CTE值比環(huán)氧樹脂大，在添加量比較少時(shí)，CTBN和環(huán)氧樹脂的相容性好，橡膠的鏈段能夠自由的旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)，所以復(fù)合材料的CTE值呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。當(dāng)CTBN添加量為25?%時(shí)，二者相容性變差，橡膠顆粒聚集，CTE值下降，但高于純環(huán)氧樹脂的CTE值，這樣極大地限制了環(huán)氧樹脂的應(yīng)用，因此，采用無機(jī)粒子對(duì)丁腈橡膠/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)一步改性，從而使環(huán)氧樹脂在許多領(lǐng)域的應(yīng)用中具有很大的研究意義。

2.3?TiO2和CTBN改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的性能表征及分析

2.3.1?力學(xué)性能分析

圖8～圖10為TiO2和CTBN改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能圖。從圖中可以看出，隨著TiO2加入量的增加復(fù)合材料的力學(xué)性能呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，其中在TiO2加入量達(dá)到1?%時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到了78.42?MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為15.03?%，沖擊強(qiáng)度為12.26?kJ/m2，與15?%?CTBN改性的雙酚F環(huán)氧樹脂復(fù)合材料相比，拉伸強(qiáng)度增大了2.16?%，斷裂伸長(zhǎng)率增加了4.23?%，沖擊強(qiáng)度增加5.78?%。此實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以說明TiO2在CTBN和雙酚F環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中起到了分散內(nèi)應(yīng)力的作用。但是當(dāng)TiO2加入量的增加，力學(xué)性能呈現(xiàn)迅速下降的趨勢(shì)。造成此結(jié)果的原因可能是TiO2粒子加入量太多，使得復(fù)合體系相容性變差。

2.3.2?靜態(tài)熱力學(xué)分析

圖11為不同的TiO2加入量下TiO2和CTBN改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的TMA曲線，圖12為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度?（Tg）與TiO2含量的關(guān)系圖。從不同TMA曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處可以看出不同的TiO2加入量時(shí)復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。圖12給出了不同橡膠添加量時(shí)復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的變化趨勢(shì)，可以直觀地看出，隨著TiO2加入量的增加，TiO2和CTBN改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的Tg呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。當(dāng)TiO2加入量為1?%時(shí)，Tg最低，為83.26?℃。隨著TiO2加入量的增加，Tg逐漸增加，最大達(dá)到90.65?℃。

無機(jī)粒子及其聚集體在樹脂基體中起到物理交聯(lián)點(diǎn)的作用，隨著無機(jī)粒子含量的提高，這種物理交聯(lián)部分在基體中占的比例越高[17]。當(dāng)TiO2粒子加入量少時(shí)，這種物理交聯(lián)作用不足以克服KH-550修飾的TiO2粒子與樹脂基體的化學(xué)鍵作用，所以這種物理交聯(lián)點(diǎn)對(duì)體系Tg的提高沒有顯著作用。隨著TiO2粒子加入量的增加，其物理交聯(lián)作用逐漸克服化學(xué)鍵作用，從而限制了高分子鏈的運(yùn)動(dòng)，增加了復(fù)合材料體系的交聯(lián)密度和體系的剛性，使得復(fù)合材料Tg增加。

圖13為不同TiO2加入量下TiO2和CTBN改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的CTE值，從圖中可以看出，隨著TiO2加入量的增加，材料的CTE值先減小后增加，在TiO2加入量為1?%時(shí)，CTE最小，為3.946×10-5?/℃，在TiO2加入量為4?%時(shí)，CTE最大，為4.993×10-5?/℃，但仍比15?%?CTBN加入量時(shí)小了19.89?%。這可能是由于加入KH-550?修飾的TiO2之后，TiO2和CTBN和環(huán)氧樹脂之間有良好的界面結(jié)合，由于填料的熱膨脹系數(shù)小，受熱膨脹時(shí)填料的存在束縛了基體的膨脹，同時(shí)填料與基體的界面層也能有效的阻止基體的膨脹，達(dá)到降低CTE的目的[18]。?KH-550修飾的TiO2的能夠降低復(fù)合材料的CTE值，從而使得CTBN改性的環(huán)氧樹脂在具備良好的韌性的同時(shí)，降低了其CTE值，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。

3?結(jié)論

本文制備了TiO2和丁腈橡膠改性雙酚F型環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，通過紅外光譜對(duì)KH-550改性的TiO2進(jìn)行了表征，并利用電子萬能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、靜態(tài)熱機(jī)械檢測(cè)儀（TMA）等設(shè)備分別對(duì)丁腈橡膠/雙酚F型環(huán)氧樹脂復(fù)合材料以及TiO2和丁腈橡膠復(fù)合改性雙酚F型環(huán)氧樹脂進(jìn)行性能分析。得到如下結(jié)論：

1）經(jīng)紅外光譜分析可知，KH-550被成功接枝到了TiO2表面。

2）經(jīng)過對(duì)丁腈橡膠/雙酚F型環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試以及靜態(tài)熱力學(xué)分析，丁腈橡膠/雙酚F型環(huán)氧樹脂的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率及沖擊強(qiáng)度較純環(huán)氧樹脂都有所提高，其中當(dāng)丁腈橡膠添加量為15?%時(shí)，復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最好，分別為76.76?MPa，?14.33?%?和11.59?kJ/m2，但丁腈橡膠改性的環(huán)氧樹脂其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下降明顯，最低為83.34?℃，熱膨脹系數(shù)過高，極大地限制了其應(yīng)用范圍。

3）通過對(duì)TiO2和丁腈橡膠協(xié)同改性雙酚F型環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能分析及靜態(tài)熱機(jī)械性能分析可得，當(dāng)添加1?%的KH-550改性的TiO2時(shí)，環(huán)氧樹脂的韌性得到了進(jìn)一步改善，其拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率及沖擊強(qiáng)度分別達(dá)到了78.42?MPa，15.03?%?和12.26?kJ/m2。并且與單純用丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂相比，復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度得以提高，最高為90.65?℃，熱膨脹系數(shù)均有降低。

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[責(zé)任編輯?田?豐]