納米碳酸鈣在環(huán)氧膠粘劑中應(yīng)用分析(二）

二、納米CaCO3填充改性環(huán)氧膠粘劑

納米CaCO3做為膠黏劑的填充劑能影響到觸變性能、增強(qiáng)作用、摻和作用。影響CaCO3在膠黏劑應(yīng)用性能因素有CaCO3粒徑、晶型、篩余物、吸油值、pH值、比表面積、水分及其表面改性、分散性等。在其中影響膠體觸變性因素主要包括顆粒形態(tài)、吸油值、表面改性和pH值，影響增強(qiáng)作用因素主要包括粒徑、分散性。

在其中，CaCO3表面改性也會影響顆粒對膠體的摻和作用、觸變性和力學(xué)性能。經(jīng)表面改性處理能夠調(diào)節(jié)CaCO3產(chǎn)品粒徑分布、比表面積、吸油及吸水量等。CaCO3表面改性可以使納米CaCO3在聚合物中具備良好的親和性，但有時(shí)候少量覆蓋不完全的CaCO3粒子能吸附水，從而有利于在CaCO3粒子之間形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)，賦予了密封膠凝膠特性等。

技術(shù)人員使用納米碳酸鈣填充改性環(huán)氧樹脂，制取含納米碳酸鈣的環(huán)氧樹脂植筋膠。當(dāng)加入量為7wt.%時(shí)，拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度分別達(dá)最大值37.2MPa和72.5MPa，相對樹脂基體各自提升12.12%和16.75%；當(dāng)加入量為9wt.%時(shí)，剪切強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)最大值21.9MPa，相對樹脂基體提升29.59%。

并進(jìn)一步指出：在低加入量時(shí)，團(tuán)聚的機(jī)會少，納米粒子分散較好，做為剛性粒子，能承擔(dān)一定載荷。伴隨著納米碳酸鈣用量增大，壓縮強(qiáng)度逐漸增加。主要的原因是：納米粒子粒徑比較小，能更好地填補(bǔ)環(huán)氧樹脂的間隙，同時(shí)減少樹脂固化收縮率，起著增強(qiáng)作用。

伴隨著納米碳酸鈣添加量的增加，剪切強(qiáng)度逐漸增加。原因是：納米碳酸鈣添加到環(huán)氧樹脂中，固化時(shí)起著減少收縮率，減低內(nèi)應(yīng)力作用。當(dāng)受外力作用，易發(fā)生基體屈服，提升樹脂的剪切應(yīng)力，拉剪強(qiáng)度得到提高。

技術(shù)人員分析了環(huán)氧膠粘劑里加入不同配比的碳化硅、二氧化硅、碳酸鈣填料對環(huán)氧膠粘劑的彈性模量、泊松比及線膨脹系數(shù)產(chǎn)生的影響規(guī)律。研究表明，添加碳化硅、二氧化硅、碳酸鈣填料提升了環(huán)氧膠粘劑的彈性模量，減少了其泊松比及線膨脹系數(shù)。

伴隨著填料的增加，環(huán)氧膠粘劑彈性模量增加，泊松比及線膨脹系數(shù)減低。碳化硅對環(huán)氧膠粘劑的彈性模量提升比較大，碳酸鈣比較小，但碳酸鈣對環(huán)氧膠粘劑的線膨脹系數(shù)減低最多。相對于同種基體的膠粘劑，伴隨著填料增加，模量的增加提升了膠粘劑的屈服強(qiáng)度；泊松比的下降減小了橫向應(yīng)變；線膨脹系數(shù)的下降減小了固化內(nèi)應(yīng)力，均有益于膠接強(qiáng)度的提升。