| 2.3耐熱性能分析
稱取10-15mg樣品,用perkin-elmertga7熱分析儀進行熱穩定性分析.在n2氣氛下,由200℃升溫到600℃,升溫速率是20℃/min.圖3是無機納米sio2摻雜量不同時復合材料的熱分解溫度.從測試結果可知:隨著無機摻雜量的增加,材料的熱分解溫度呈單調上升趨勢,當無機納米sio2摻雜2%時,熱分解溫度較摻雜前提高8.1℃.熱分解溫度提高的主要原因是:第一,無機納米sio2的耐熱性較強,增加其在有機基體中含量,必然增強材料的耐熱性;第二,由于改性后的無機納米sio2粒子其結構中存在著活性基團,而在有機相中也存在著大量的羥基、醚鍵和環氧基,因此增強了無機相和有機相之間活性基團的相互作用,改善了與基體樹脂的界面結合,增加了高聚物斷裂所需要的能量,從而使其耐熱性能增強;第三,納米sio2作為無機物,對環氧體系來說是引入了剛性粒子,與聚合物鏈形成物理交聯點,隨著納米粒子sio2粒子的增加,交聯密度就增加,從而提高復合材料的耐熱性.
圖3 復合材料的熱分解溫度曲線
2.4介電性能分析
采用agilent4294a型精密阻抗分析儀測試復合材料的介電常數和介電損耗.測試溫度:室溫;頻率:100hz~100khz.樣品為半徑r=5cm的固化材料,雙面鋪有鋁箔.
圖4是聚合物復合材料的介電常數(ε)在不同頻率下隨無機納米組分摻雜量變化的曲線.從圖4中可以看出,復合材料在102hz~105hz測試頻率范圍內,隨著納米粒子摻雜量的增加介電常數呈上升趨勢,納米粒子質量分數為3%時介電常數最大.當納米粒子含量較少時,復合材料的極化由聚合物基體決定;當粒子含量逐漸增加時,粒子和基體的相界面面積增大,在外電場的作用下,電介質中的電子或離子在界面處聚集,導致界面極化作用加強,復合材料的介電常數也增加.此外,分子極性越大,取向極化的貢獻越大,介電常數也就越大,但介質的極化與介質的分子結構有關,當介質是交聯結構時極性基團活動取向有困難,因而降低了介電常數,這時分子結構占主導地位;當頻率逐漸升高時,由于環氧樹脂固化后交聯密度較大,分子沿外電場方向轉動需克服阻力,取向極化的過程也就需要較長的時間,隨著測試頻率升高界面極化也跟不上頻率的變化,因此共同導致復合材料的介電常數降低,但整體降低的趨勢比較緩慢,也就說明此復合材料在102hz~105hz測試頻率范圍內介電常數隨頻率變化趨于穩定,即頻率依賴性?。畵诫s材料的介電常數普遍高于未摻雜材料,這與理論是相符合的. |