硅烷偶联剂改性纳米SiO2对拉挤用环氧树脂性能的影响

荆素航; 张京旺; 刘千立; 李成良; 刘卫生; 黄辉秀; 张辉

doi:10.14133/j.cnki.1008-9357.20250423001

功能高分子学报 ›› 2025, Vol. 38 ›› Issue (04) : 356 -362. DOI: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20250423001

硅烷偶联剂改性纳米SiO₂对拉挤用环氧树脂性能的影响

荆素航, 张京旺, 刘千立, 李成良, 刘卫生, 黄辉秀, 张辉

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摘要

拉挤用环氧树脂因其优异的力学性能、短成型周期和低固化收缩率而被广泛应用于工业领域。然而，其固化后的韧性较差，在外力冲击下容易受损开裂。为实现拉挤用环氧树脂工艺适配性与力学性能的协同调控，采用KH550型硅烷偶联剂对纳米SiO₂进行表面改性制得改性纳米SiO₂（标记为KH550-SiO₂），并将KH550-SiO₂与拉挤用环氧树脂共混，研究了不同含量KH550-SiO₂对拉挤用环氧树脂性能的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）、动态热机械分析（DMA）和流变测试等手段，对复合体系的结构特征、热性能和流变行为进行了系统表征。SEM结果显示，KH550-SiO₂在树脂基体中分散均匀。力学性能测试表明，当KH550-SiO₂质量分数为2%时，拉挤用环氧树脂的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率和断裂韧性分别提升了8.43%、7.80%、46.05%和25.00%。此外，TGA和流变测试结果表明，KH550-SiO₂的加入并未对拉挤用环氧树脂的耐热性能和流变性能产生负面影响，说明KH550-SiO₂是一种有效的增韧剂，可在保持拉挤用环氧树脂原有耐热性能和流变性能的同时，显著提升其力学性能。