纳米SiO2增强水下管道封堵胶黏剂复合材料的制备及性能研究

序号:113 赛区:东北赛区 得票数:8


本项目以水下构筑物快速修复用水下固化树脂需求为背景,选用环氧树脂E-51、双官能度活性稀释剂678、气相SiO2以及酚醛胺固化剂810制备了气相SiO2改性酚醛胺/环氧树脂复合材料,并且对其进行了性能研究。 通过计算得到100份环氧树脂E-51对酚醛胺固化剂810的理论用量为27份,利用差示扫描量热法(DSC)对酚醛胺/环氧树脂体系进行了固化动力学研究,升温速率分别为5 oC/min、10 oC/min、15 oC/min、20 oC/min和 25 oC/min,测试温度范围为20 oC~200 oC。另外,采用Kissinger方程、Crane方程和Arrhenius方程对酚醛胺/环氧树脂体系的非等温DSC曲线进行分析,得到酚醛胺/环氧树脂体系的固化动力学模型,为其固化温度的确定提供理论参考依据。 通过单因素变量法研究了组分加入量对气相SiO2改性酚醛胺/环氧树脂复合材料施工工艺性能和力学性能的影响关系,由此确定了气相SiO2改性酚醛胺/环氧树脂复合材料的最佳配方。首先,利用单因素变量法分析了酚醛胺810固化剂加入量对环氧树脂浇注体粘度、凝胶时间和力学性能的影响,由此为确定酚醛胺/环氧树脂复合材料中酚醛胺固化剂810的加入量提供了参考。然后,根据气相SiO2加入量对环氧树脂浇注体性能的影响,确定了气相SiO2加入量的最优值,从而确定了气相SiO2改性酚醛胺/环氧树脂复合材料的最优配方。当气相SiO2改性酚醛胺/环氧树脂复合材料中活性稀释剂678、气相SiO2填料和固化剂810的加入量分别为30%、1.5%和35%时,气相SiO2改性酚醛胺/环氧树脂复合材料的综合性能达到最佳,其凝胶时间约为44 min,室温粘度为546 mPa∙s,拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率分别为36.38 MPa、2850.98 Mpa和7.57 %。