功能化纳米SiO 2 -聚醚砜/BMI-酚醛环氧树脂复合材料的固化动力学与性能

以4，4’-二氨基二苯甲烷（DDM）为固化剂、双马来酰亚胺（BMI）和酚醛环氧树脂（F51）为基体、聚醚砜（PES）为增韧剂、硅烷偶联剂KH560功能化纳米SiO2（KH-SiO2）为改性剂，采用原位聚合法制备了KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料，并通过非等温DSC确定了复合材料的固化工艺及固化反应动力学。根据Kissinger方程和Ozawa方程求得体系的表观活化能分别为96.03 kJ/mol和99.18 kJ/mol。FTIR测试结果表明：KH-SiO2改性效果良好，不饱和双键和环氧基特征峰消失，BMI中C=C双键和F51中环氧基在DDM作用下参与了体系的固化反应。SEM结果表明：PES树脂和KH-SiO2含量适当时，PES树脂和KH-SiO2在树脂基体中分散均匀，断裂纹不规则杂乱发展，KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料呈韧性断裂。力学性能测试和热失重测试表明：当PES含量为4wt%，KH-SiO2含量为1.5wt%时，KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料的弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为156.23 MPa、4.18 GPa和20.89 kJ/m2，较BMI-F51基体分别提高了49.7%、29.4%和82.8%；KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料的热分解温度为393.1℃，残重率为50%时，分解温度高达523.1℃，耐热性十分优异。KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料的力学性能和耐热性有了较大提高，为拓展F51及BMI的应用范围提供了一定的理论数据。