偶联剂处理方式对SiO₂/环氧树脂纳米复合材料性能的影响

李禾¹，王闯¹，李磊²，郭子豪¹，彭宗仁¹，刘军宇¹

1. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室2. 西安交通大学能源与动力工程学院

摘 要：在甲苯溶剂中通过预先接枝在SiO₂粒子上的硅烷偶联剂二次接枝环氧链段的方法,制备了接枝环氧链段的SiO₂粒子。采用不同偶联剂处理方式制备了3种SiO₂添加量为1份的SiO₂/环氧树脂纳米复合材料,对纳米粒子进行了红外光谱（FT-IR）、热重分析（TGA）和透射电镜（TEM）表征,测试了复合材料的热力学性能及介电性能。结果表明:偶联剂可起到桥接作用,将环氧链段接枝到SiO₂粒子上,改善了纳米粒子的团聚现象。接枝后的SiO₂粒子表面与树脂基体有良好的相容性。接枝改性后的SiO₂/环氧树脂复合材料的储能模量大幅提高,冲击强度提高了11.9%,玻璃化转变温度变化不大,SiO₂对复合材料的复介电常数实部和虚部有不同程度的影响。相比不使用偶联剂或直接在复合体系中添加偶联剂的方法,通过偶联剂在SiO₂粒子表面接枝环氧树脂能有效降低复合材料复介电常数的实部和虚部。

关键词：环氧树脂;二氧化硅;硅烷偶联剂;接枝;纳米复合材料;