納米粒子是由數(shù)目極少的原子或分子組成的原子群或分子群,具有特殊的小尺寸和表面效應(yīng),從而有利于增加其與環(huán)氧樹脂之間的混溶性。根據(jù)擴(kuò)散理論,粘合強(qiáng)度主要決定于兩種物質(zhì)間的混溶性。混溶性越大,粘合強(qiáng)度越好。納米粒子的表面效應(yīng)使納米粒子的比表面積、表面能及表面結(jié)合能迅速增大,表明原子的增多,原子配位不滿及較高的表面能,產(chǎn)生了許多缺陷而呈現(xiàn)很高活性,也產(chǎn)生一系列其他導(dǎo)致強(qiáng)度增大的化學(xué)及物理作用,從而有益于環(huán)氧樹脂的鍵合。同時(shí)納米粒子易團(tuán)聚,環(huán)氧樹脂黏度大,使得其在環(huán)氧樹脂中很難達(dá)到納米尺寸的均勻分散。與有機(jī)機(jī)體的界面結(jié)構(gòu)及粘結(jié)強(qiáng)度也影響到復(fù)合材料的性能。
由于納米材料的表面非配對原子多,可與環(huán)氧樹脂發(fā)生物理或化學(xué)結(jié)合,增強(qiáng)粒子與基體的界面結(jié)合,從而可承受一定的載荷,既增強(qiáng)又增韌。本文系統(tǒng)地論述了環(huán)氧樹脂基的納米復(fù)合材料的研究發(fā)展概況,主要包括無機(jī)納米粒子結(jié)構(gòu)特性,以及環(huán)氧樹脂基納米復(fù)合材料的制備方法、固化機(jī)理、性能、作用機(jī)制等方面的研究進(jìn)展。