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专题：纳米(五)改性结构胶5,专题：纳米(五)改性结构胶5

3、纳米SiO2对环氧树脂结构胶拉伸性能的影响

由图6可知随着纳米SiO2用量的提高，环氧树脂结构胶的拉伸强度略呈下降趋势，在纳米SiO2低掺混量时，结构胶的拉伸强度略有提高，这个幅度约为5%，而弹性模量则有较大提高，当纳米SiO2的掺混量为5%时，弹性模量为2.97GPa，比基体提高52.3%。在加固工程中，混凝土和钢板的弹性模量比结构胶要高，改性后的结构胶弹性模量的提高有利于和混凝土、钢板粘结以后应力的均匀传递、一起共同工作。少量纳米SiO2对结构胶的拉伸强度没有影响，掺混量增大至10%，其拉伸强度下降14%主要原因有两方面：一方面由于纳米SiO2掺入到环氧树脂结构胶中，两组分混合后会混人一些气泡，纳米SiO2越多胶体触变性越好，气泡上升至液面受到的阻力越大，溢出难度增加，试件中混入了一些微小气泡在受拉过程中产生应力集中，导致拉伸强度的降低。

另一方面纳米SiO2和环氧树脂的弹性模量不一致，在受拉过程中两者的弱边界层容易出现缺陷，使得裂纹从此处迅速延伸开来，纳米SiO2掺混量越多这种缺陷产生的机会越大，使得拉伸强度有所降低。不过从断口的破坏形式(表2)来看，纳米SiO2掺混量超过2%以后，断口都是断裂成几块，这是由于纳米SiO2在基体中，受到拉伸应力时发挥出诱发银纹的作用，使得试件开裂沿着不同方向发展。这种破坏形式有利于破坏能量的吸收而提高试件的拉伸强度。不过这个有利条件跟前面所述由于纳米SiO2用量增大，而引入气泡的影响相比要小，结构胶总体上还是表现出下降的趋势。

表3含纳米SiO2的环氧树脂结构胶拉伸断口破坏形式

(四)结论 1、纳米SiO2对环氧树脂结构胶的流变性能改善显著，随着纳米SiO2掺混量的增大，环氧树脂从牛顿流体向触变性流体转变。当纳米SiO2的掺混量为5%和10%时，结构胶的触变指数为1.8和5.8。 2、纳米SiO2对结构胶有较好的增韧作用。当纳米SiO2的掺混量为5%时，钢-钢剪切强度21.3MPa，提高23.8%；当纳米SiO2的掺混量为3%时，结构胶的冲击强度为5.3kJ/m2，提高23.5%。在低掺混量范围内，纳米SiO2对环氧树脂结构胶的拉伸强度没有明显影响，其掺混量增大结构胶的拉伸强度呈下降趋势，但弹性模量有52.3%的提高，有利于工程应用。 3、SEM实验表明高速研磨的分散方法，纳米SiO2在环氧树脂中分散基本均匀，纳米SiO2诱发银纹能力明显，是增韧环氧树脂结构胶的主要原因。通过高速研磨的方法制备的纳米SiO2改性环氧树脂结构胶的综合性能良好，有积极的工程推广价值。

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