颗粒增强、增韧环氧树脂基复合材料制备研究进展
环氧树脂（EP）是泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架，并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子环氧低聚物。环氧树脂自问世以来，凭借其优良的稳定性能、粘结性能以及较低的易固收缩率和成本等优点，一直广泛应用于涂料、高性能胶粘剂、汽车零件、航空航天等领域。然而固化后的环氧树脂呈现三维网状结构，交联密度高，存在内应力，质脆，抗冲击性、抗疲劳性、耐热性差等不足，大大限制了环氧树脂在高新技术领域内的应用。因此，关于环氧树脂增强增韧改性方法的研究备受国内外关注。大量研究表明，利用纳米颗粒作为增强相制备新型环氧树脂基复合材料，其力学、热学、电磁等性能会得到大幅度提升。纳米颗粒由于具有极高的表面能，在与环氧树脂混合过程中极易团聚形成团聚体，往往达不到预想的改性效果。目前颗粒增强、增韧环氧树脂基复合材料的制备方法主要有插层法、原位聚合法、直接分散共混法、溶胶凝胶法等。由于纳米颗粒独特的物理化学性质，用其作为增强相改性环氧树脂，可以使环氧树脂的力学性能得到很大提高。研究发现，影响颗粒／环氧树脂复合材料力学性能的主要因素有：1颗粒的种类不同种类的颗粒具有不同的结构和性质，直接影响到颗粒与树脂基体之间的相容性和界面相互作用，使得复合材料力学性能提升效果不同；2颗粒的分散性提高颗粒的分散性，可进一步提升颗粒／环氧树脂复合材料的力学性能；3颗粒的几何尺度选择几何尺度合适的颗粒，可进一步提高复合材料力学性能的提升效果；4颗粒的结构形貌合理地改变纳米颗粒的结构形貌，可以进一步提高其增强增韧效果；5颗粒的含量随颗粒含量在复合材料中的增加，复合材料的力学性能都存在先增后降的现象。这主要是由于颗粒的含量影响到树脂基体的交联程度，颗粒较多时，基体的交联程度降低，同时颗粒的含量还会影响其在树脂中的分散性，颗粒过多时，分散性下降，粒子团聚加重，影响材料力学性能的提升效果。近年来，虽然纳米颗粒作为增强相改性环氧树脂可以使复合材料呈现出不同于传统环氧树脂的性能，拓宽了环氧树脂的应用领域，但是，如何使颗粒与环氧树脂很好地相容并均匀分散仍是纳米复合材料领域亟待解决的问题。由此，为了得到更好的增强效果，未来颗粒改性环氧树脂的研究工作主要包括：1寻找新的更加有效的分散手段，提高颗粒在树脂基体中的分散性。2选用多r