離子液體增強環(huán)氧樹脂耐熱強度和韌性

2024-08-24 18:06:54 sh默尼 42

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

近年來，硬質(zhì)納米顆粒改性環(huán)氧樹脂已成為高強高韌性環(huán)氧樹脂復合材料。纖維素納米纖維是由纖維素分子組成的納米級纖維，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，它們在加工和應用過程中容易結(jié)塊，導致分散性降低，影響其在材料制備中的性能。

離子液體是一種特殊類型的液體，通常由有機陽離子和無機或有機陰離子組成，這種獨特的結(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，離子液體能通過設計和合成相應的化學結(jié)構(gòu)以達到特定的效果，在材料科學與工程領域具有廣闊的前景。

基于上述研究，研究人員在分子結(jié)構(gòu)設計的基礎上，通過簡單的一步烷基化反應合成了一種新型離子液體，開發(fā)了其在環(huán)氧樹脂復合材料制備中的多功能應用前景。纖維素納米纖維表面的羧酸陰離子可以與離子液體的陽離子相互作用，從而促進纖維素納米纖維在環(huán)氧樹脂基體中的分散。這兩種組分能協(xié)同提高環(huán)氧復合材料的耐熱性，增強環(huán)氧樹脂的韌性，而不影響環(huán)氧樹脂的透明度。