慧聪涂料原料网讯：:以环氧树脂(E-44)为基体，氯磺化聚乙烯(CSM)为增韧剂，纳米TiO2为填料，制备了环氧树脂/CSM复合材料，研究了改性物对复合材料的拉伸性能、冲击性能及耐腐蚀等性能的影响。实验结果表明CSM质量为环氧树脂的6%、TiO2为5%时，环氧树脂/CSM复合材料性能最佳。复合材料冲击强度达到11.25MPa，拉伸强度为8.775MPa，复合材料的耐腐蚀性也得到了一定的改善。环氧树脂/CSM复合材料冲击断面扫描电镜图片表明，改性后由脆性断裂转变为韧性断裂。
刘静，高梅花，单亚丽(辽宁工程技术大学，辽宁阜新123000)
关键词:氯磺化聚乙烯;环氧树脂;韧性;耐腐蚀性
中图分类号:TB332;TQ322.4+1文献标识码:A文章编号:1003－0999(2014)01－0048－05
环氧树脂是一类重要的热固性树脂，是聚合物复合材料中应用最广泛的基体树脂之一［1］。环氧树脂具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能及耐高低温性能，其收缩率低、易加工成型且成本低廉，在胶粘剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空等领域得到广泛应用［2，3］。环氧树脂固化后交联密度高，存在内应力大、质脆、耐冲击性较差等缺陷，限制了其某些领域的应用。目前，环氧树脂的增韧方法主要有热塑性树脂增韧、核-壳结构增韧、膨胀性单体增韧、刚性粒子增韧、热致性液晶聚合物增韧、橡胶类弹性体增韧及纳米粒子增韧［4，5］。
氯磺化聚乙烯(CSM)是以聚乙烯主料经氯化、氯磺化反应而制得的具有高饱和化学结构的含氯特殊弹性体材料，属高性能品质的特种橡胶品种［7～9］。实验中，采用氯磺化聚乙烯为改性剂，结合无机粒子填充改性作用，获得以弹性材料氯磺化聚乙烯为分散相的环氧树脂复合材料，测试复合材料的拉伸性能、冲击性能及耐腐蚀性能，确定复合材料的配方［10］。目前国内外未见相关实验性报道。
1·实验部分
1.1实验原料与设备
环氧树脂(E-44)，沈阳正泰防腐材料有限公司，工业品;T31，沈阳正泰防腐材料有限公司，化学纯;CSM，上海千峰化工有限公司，工业品;纳米TiO2(30～50nm)，上海润和纳米材料公司，化学纯;二氯乙烷，沈阳正泰防腐材料有限公司，化学纯。
数显恒温水浴锅，HH-4型，常州国华电器厂;电子天平，FA1104N型，上海精密科学仪器有限公司;冲击试验机，XJJ-50型，承德试验机有限责任公司;拉伸试验机，XLD-IKN型，承德试验机有限责任公司;扫描电子显微镜，SSX-550型，日本岛津公司;热重分析仪，TG/DSC7300型，日本岛津公司。
1.2环氧树脂/CSM复合材料制备
将CSM溶于二氯乙烷溶剂，加入一定量的环氧树脂、固化剂、混合纳米TiO2，搅拌使其充分混合均匀。将混合物倒入模具中固化，脱模，备用［11］。
1.3性能测试
根据GB/T2567-2008，用简支梁式摆锤试验机进行冲击强度测试，用拉伸试验机进行拉伸强度测试，根据DIN51006-1990，取未改性的环氧树脂固化物粉末与改性后的复合材料固化物粉末，氮气气氛，升温速率为10℃/min，温度范围为25～650℃，进行热重分析。
将试样表面清洁处理，分别加入到30%的氢氧化钠、80%的硫酸溶液中，保鲜膜封口。每隔一段时间将样品取出，在干燥箱中于50℃下烘1h，使其表面水分完全蒸干，电子天平测其质量，再放入原溶液中继续腐蚀。
将冲击测试试样断面沾上导电胶，采用扫描电子显微镜，进行微观表面形貌观察。
2·实验结果与分析
2.1纳米TiO2加入量对试样力学性能的影响
由图1与图2可知，当纳米TiO2的加入量小于5%时，材料的冲击强度和拉伸强度随着纳米TiO2的加入而增大，超过5%后，材料的力学性能开始下降，当纳米TiO2的加入量为5%时，得到的复合材料性能最佳。纳米TiO2能有效消除环氧树脂固化时产生的内应力，纳米TiO2在环氧树脂基体中以纳米尺度分散时，表面积大，与树脂间有较强的界面粘接作用。当受到外力作用时，可以引发基体局部的剪切屈服，从而提高材料的断裂韧性。当加入量超过5%后，纳米粒子会发生团聚，在液相介质中分散不均匀，成为体系的缺陷中心，致使环氧树脂复合材料的冲击强度和拉伸强度降低。
