TiOi/ZnO改性环氧树脂耐紫外老化性能的研究

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环氧树脂(EP)因具有良好的粘结性、耐腐蚀性、电气绝缘性以及高强度、收缩率小等优点而被广泛应用于电子、电气、机械制造、化工腐蚀、航空航天、船舶运输等许多领域,已成为工业生产中不可缺少的基础材料。但是,环氧树脂基复合材料的抗紫外老化性能较差,严重限制了其应用的推广。因此,如何提高环氧树脂的抗紫外老化性能,延缓制品的老化速度,延长环氧树脂的使用寿命,是该项领域研究的一项重要课题。  为提高环氧树脂的抗紫外老化性能,本论文以E-44环氧树脂作为基体,以不同类型的TiO2和不同颗粒级别的ZnO为改性剂对环氧树脂开展填充改性和抗紫外性研究。研究了环氧树脂中纳米TiO2、微米TiO2和纳米ZnO、微米ZnO的加入量对环氧树脂抗紫外性的影响,并通过紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)、红外光谱(IR)、拉伸强度的测量以及扫描电镜(SEM)等表征手段对老化前后材料的结构和抗紫外性能进行了对比、分析和讨论。  研究结果表明:金红石纳米TiO2和纳米ZnO是两种较为理想的环氧树脂改性剂,在适当的填充量下可以提高环氧树脂基复合材料的力学性能:金红石纳米Ti02的含量为1%时,环氧基复合材料的拉伸强度提高了19.10%:加入纳米ZnO的含量为3%时,环氧树脂树脂材料的拉伸强度提高了12.04%,材料的拉伸强度为最佳。在老化性能方面,紫外光连续照射280h后,3%金红石纳米TiO2可有效提高环氧树脂材料的抗老化能力,且其拉伸强度的保持率可达到91.9%,微米金红石TiO2对其影响不大,锐钛矿纳米TiO2反而会加速材料的快速老化;同时发现,加入3%的纳米ZnO也可有效提高环氧基复合材料的抗老化能力,在紫外光连续照射280h后,其拉伸强度的保持率可达94.3%,并且其老化的黄化度较低,而微米ZnO抗老化性较差。
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