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气相法白炭黑的热门应用---树脂基复合材料

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发表于 2019-9-4 14:37:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
在科技发展日新月异的今天,新材料的应用也在不断普及。树脂基复合材料就是目前应用十分广泛的一种新材料。
树脂基复合材料是由以有机聚合物为基体的纤维增强材料,通常使用玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或者芳纶等纤维增强体。常用的树脂为环氧树脂和不饱和聚酯树脂,包括热固性树脂、热塑性树脂,以及各种各样改性或共混基体。

树脂基复合材料在航空航天、汽车、压力容器、风电叶片、海洋工业中有广泛的应用。

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树脂基复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀等特点使其具有广泛的应用前景。但随着材料界和国民经济支柱产业对树脂基材料使用性能的要求越来越高,如何合成高性能的树脂基复合材料,是材料界和企业界的重要课题。

气相法白炭黑这种纳米无机材料的问世和应用深化,为树脂基复合材料的合成提供了新的机遇,为传统树脂基材料的改性提供了一条新的途径。

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经过科学试验表明,只要能将气相法白炭黑颗粒充分、均匀地分散到树脂材料中,完全能达到全面改善树脂基材料性能的目的。其主要体现的作用在:

1.提高强度和延伸率。环氧树脂是基本的树脂材料,把气相白炭黑添加到环氧树脂中,在结构上完全不同于粗晶二氧化硅添加的环氧树脂基复合材料,粗晶SiO2一般作为补强剂加入,它主要分布在高分子材料的链间中,而气相法白炭黑由于表面严重的配位不足、庞大的比表面积以及表面欠氧等特点,使它表现出极强的活性,很容易和环氧环状分子的氧起键合作用,提高了分子间的键力,同时尚有一部分气相法白炭黑颗粒仍然分布在高分子链的空隙中,与粗晶SiO2颗粒相比较,表现很高的流涟性,从而使气相白炭黑添加的环氧树脂材料强度、韧性、延展性均大幅度提高。

2.提高耐磨性和改善材料表面的光洁度。气相法白炭黑颗粒比SiO2要小100—1000倍,将其添加到环氧树脂中,有利于拉成丝。由于气相法白炭黑的高流动性和小尺寸效应,使材料表面更加致密细洁,摩擦系数变小,加之纳米颗粒的高强度,使材料的耐磨性大大增强。

3.抗老化性能。环氧树脂基复合材料使用过程中一个致命的弱点是抗老化性能差,其原因主要是太阳辐射的280—400nm波段的紫外线中、长波作用,它对树脂基复合材料的破坏作用是十分严重的,高分子链的降解致使树脂基复合材料迅速老化。而气相法白炭黑可以强烈地反射紫外线,加入到环氧树脂中可大大减少紫外线对环氧树脂的降解作用,从而达到延缓材料老化的目的。

气相法白炭黑是由卤硅烷在氢氧焰中高温水缩合而得到的一种极其微细的纳米级无定形二氧化硅,具有优越的稳定性、补强性、分散性、增稠性和触变性,在众多学科及领域有着不可取代的作用。在树脂基复合材料这个当前热门领域中,气相法白炭黑同样具有无比重要的作用。
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