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为了满足环氧树脂(EP)在高精端领域应用的性能要求,本文通过引入笼型聚倍半硅氧烷(POSS)、纳米氧化锌、氧化石墨烯(GO)等改性剂制备了综合性能优异的三元环氧树脂复合材料,并对其力学性能、抗紫外辐射性能和导热性能进行了测试与表征。本文首先制备了三种带有不同官能团的POSS的环氧树脂复合材料,对比探究了 POSS增韧环氧树脂的机理及影响因素。实验结果表明,由于Methacryl-POSS/EP在环氧树脂基体中有更好的分散性,并且官能团具有更长的分子链可以与基体有更高的交联强度,因此其比其他两种POSS对环氧树脂的增韧效果更好。扫描电子显微镜形貌(SEM)分析与力学性能测试结果相吻合。热重分析表明,环氧树脂的热降解机理没有发生变化,加入POSS纳米粒子对其优异的热稳定性没有明显影响。根据以上研究基础,为了提高环氧树脂在户外应用时的抗紫外性能,采用溶液共混法将制备了 Vinyl-POSS-ZnO/EP抗紫外增韧复合材料。实验结果表明,经过紫外光辐射处理后,纯环氧树脂体系的弯曲强度值降低了 20.7%,冲击强度值降低了 20.3%。然而,添加1.OphrVinyl-POSS和2.0phrZnO的复合材料试样的弯曲强度值只减少了 9.6%,冲击强度值只减少9.9%。这表明ZnO和Vinyl-POSS的引入对环氧树脂的抗紫外辐射和力学性能有明显的改善。复合材料的断面SEM分析也证实了这一结论。通过以1,6-己二胺为桥梁制备了 POSS-GO,将其作为填料,制备高导热性增韧环氧树脂复合材料。HDM-POSS分子链不仅可以提高GO在环氧树脂中的分散度,而且可以作为“支架”防止GO的堆积。结果表明,当GO和POSS-GO的引入量为1.0phr时,复合材料的导热率比纯环氧树脂提高了26.32%和63.16%。当GO和POSS-GO的引入量为0.8phr时,POSS-GO/EP的冲击强度比GO/EP高29.29%,并且弯曲强度测试也显示类似的结果。此外,为了解释这一现象,本文引入了热网络结构的构建和银纹剪切带理论。实验结果表明,与GO相比POSS-GO对环氧树脂具有更明显的导热性和增韧效果。