蒙脱土改性环氧树脂复合材料的制备及性能研究.pdf

2006年4月电工技术学报Vol.21No.4
第21卷第4期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYApr.2006

蒙脱土改性环氧树脂复合材料的
制备及性能研究

112221
张明艳孙婷婷张晓虹胡春秀胡庆娟王兆礼
（1.哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040
2.哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150040）

摘要通过把有机蒙脱土（oMMT）分散到环氧树脂（EP）中制备出环氧树脂/有机蒙脱土（EP/
oMMT）纳米复合材料。利用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对EP/oMMT纳
米复合材料的微观结构进行了分析表征，利用热重分析仪、马丁耐热试验仪、冲击试验仪和介损
分析仪测试了该复合材料的耐热性能、机械性能和介电性能。结果表明：有机蒙脱土以球形和蜷
曲带形两种形态存在于树脂基体中，平均尺寸为20nm；混合温度为90℃时所得复合材料中oMMT
的分散性较好，EP和oMMT的两相界面粘接也较好，复合材料的马丁耐热温度和冲击强度比未
改性树脂分别提高了10℃和31.6%。复合材料的冲击强度随蒙脱土含量的增加而提高，并在蒙脱
土含量为2phr时达到最大值23.6kJ/m2；通过研究复合材料的两相结构与冲击韧性的关系，推断

出蒙脱土增韧环氧树脂的增韧机理为基体的剪切屈服机理；复合材料的介电常数（εr）和介电损

耗角正切（tanδ）均有所降低，εr随温度的变化趋势与未改性环氧树脂相似，而蒙脱土的加入延
缓了tanδ随温度增加而增大的速率。
关键词：环氧树脂有机蒙脱土纳米复合材料增韧介电性能
中图分类号：TQ204

StudyofPreparationandPropertiesofOrgano-Montmorillonite
ModifiedEpoxyNanocomposite
ZhangMingyanSunTingtingZhangXiaohongHuChunxiuHuQingjuanWangZhaoli
（HarbinUniversityofScienceandTechnologyHarbin150040China）

AbstractInthispapermontmorillonitemodifiedwithalkylammoniumionsisdispersedinan
epoxy/methylnadicanhydridesystemstoformepoxy/organo-Montmorillonite（oMMT）nanocomposite.
Scanningelectricmicroscopy（SEM）andatomicforcemicroscopy（AFM）areusedtocharacterizedthe
microstructureofnanocompositeobtained.Mechanicalproperties，thermalpropertiesanddielectric
propertiesofthenanocompositearestudiedusingimpacttester，Martinheatresistancetester，dielectric
lossanalyzer.Theresultsprovedthat，therearetwokindsofshapesofoMMTdispersedinepoxy，
eithersphericityorcingulum，theaveragedimensionis20nm.TheoMMTdisperseduniformlyin
nanocompositewithmixingtemperatureis90℃，comparedtotheunmodifiedepoxy，themartinheat
resistancetemperatureandimpactstrengthofthecompositeimproved10℃and31.6%，respectively.
ThemaximumofimpactstrengthofnanocompositeisobtainedwhentheoMMTloadingis2phr（per
hundredresin）.SEMandAFMphotographareshowedthatthethermalstabilityandtoughnessofthe
compositeareallrelatedtothedispersionofmontmorillonite，andtheimpactstrengthofcompositeis
relatedtotheadhesivejoiningoftheinterfacebetweenepoxyandmontmor