PDF《纳米二氧化硅的表面处理对纳米二氧化硅 改性氰酸酯树脂摩擦...》

第29 卷第3期 摩擦学学报Vol .

29 No.

3 2009 年5月Tribology May,

2009 纳米二氧化硅的表面处理对纳米二氧化硅 改性氰酸酯树脂摩擦学性能的影响 张文根

1 ,张学英

1 ,祝保林

1 ,王君龙

1 ,梁国正

2 (1. 渭南师范学院 复合材料研究所 ,陕西 渭南 714000;

2. 西北工业大学 理学院 ,陕西 西安 710072) 摘要:采用模塑成型法制备氰酸酯树脂 (CE) /纳米二氧化硅 ( nano - SiO2 )复合材料 ,通过磨损率和摩擦系数测 试、 扫描电子显微镜 ( SEM)表征 ,分别考察了 nano - Si O2 及其经两种偶联剂 KH - 560和SEA - 171表面处理后对 CE摩擦学性能的影响. 测试结果表明 ,经偶联剂表面处理后的 nano - SiO2 能够更加有效地改善 CE的摩擦磨损性 能 ,两种偶联剂相比 , SEA - 171的改性效果较好. SEM 分析表明 ,不同性质的 nano - SiO2 形成的复合材料 ,其磨损 方式主要表现为磨粒磨损 ,黏着磨损则随着 nano - SiO2 未表面处理、 KH - 560和SEA - 171分别表面处理的顺序依 此减轻. 关键词 : 氰酸酯树脂 ;

纳米二氧化硅 ;

偶联剂 ;

摩擦磨损 中图分类号 : TH117.

3 文献标识码 : A 文章编号 :

1004 -

0595 (2009)

03 -

0288 -

05 氰酸酯树脂 (CE)具有优异的力学性能、 介电性 能、 耐热性能、 极低的吸水率以及与环氧树脂 ( EP) 相近的良好成型工艺性 ,在航空航天承力结构件、 透 波材料、 隐身材料、 高性能电子印刷线路板等领域具 有广阔的发展潜力 [

1 ] . 由于 CE单体聚合后交联密 度大 ,结晶度高 ,造成固化物较脆 ,故人们通常采用 与热固性树脂、 热塑性树脂、 弹性橡胶体等共混或共 聚对其进行增韧改性 [

2 -

4 ] . 但到目前为止 ,还未见 CE及其复合材料摩擦磨损方面的研究报道 [

5 -

12 ] , 而摩擦学性能对于 CE承力结构件则是一种很重要 的技术参数. 我们课题组曾用 nano - SiO2 对氰酸酯 树脂进行过改性研究 [

9 -

12 ] ,本文在此基础之上进一 步探讨 nano - SiO2 及其偶联剂表面处理对 CE磨损 率和摩擦系数的影响.

1 实验部分 1.

1 原料和仪器 双酚 A型CE,纯度为 96. 0% ,中国航空工业济 南特种结构研究所研制 ;

nano - SiO2 ,工业品 ,粒径 20~40 nm,浙江弘崴材料科技股份有限公司研制 ;

小分子硅烷偶联剂 KH - 560,分析纯 ,纯度 98. 0% , 湖北荆州江汉精细化学品公司 ;

大分子硅烷偶联剂 SEA - 171,纯度 98. 0% ,西北工业大学应用化学系 研制 ;

其他试剂均为分析纯. 超声波器 ,型号 KQ - 300DE,昆山市超声仪器 有限公司 ;

鼓风干燥箱 ,型号 101A - 1,上海市实验 仪器总厂 ;

恒温真空干燥箱 ,型号 608,大连第四仪 表厂 ;

切割机 ,型号 DGF - 40,济南第一机床厂 ;

磨 损试验机 ,型号 MM - 200,河北宣化材料试验厂 ;

扫 描电子显微镜 ( SEM ) ,型号 H ITACH IS - 570,日本 日立公司. 1.

2 Nano - Si O2 的预处理及表面处理 Nano - SiO2 由于表面含有大量羟基 ,易吸附空 气中的水分 ,对浇铸体的性能会产生不利影响. 试验 前将其在

120 ℃ 烘箱中烘

4 h,气流粉碎 ,密封待用. 将硅烷偶联剂加入丙酮中 ,用乙酸调节 pH值,待硅烷偶联剂水解后 ,将nano - Si O2 按质量分数加 入该丙酮溶液中 ,利用超声波分散

30 min,过滤除去 丙酮 ,

200 ℃ 下烘箱中烘干

4 h,气流粉碎 ,密封待用. 1.

3 CE的预处理及其复合材料的制备 将氰酸酯放于真空干燥箱中 ,