結構粘合劑是用于結構材料的高強度粘合劑，它們具有高沖擊強度以及高的剝離、彎曲和疲勞強度。近年來汽車、航空和船舶行業對結構粘合劑的需求日益增多。其中，環氧樹脂具有很強的附著力、較小的收縮率以及高熱和化學性電阻，通常被用作結構粘合劑。然而，為了擴大應用，需改善其沖擊性能。

各種研究表明，添加增韌劑可以克服環氧樹脂的脆性。但是，過量添加有機丁腈基液體會降低玻璃化轉變溫度（Tg）和其他機械性能。因而無機填料如玻璃珠、氧化鋁和二氧化硅被用作硬增韌劑，可以減少Tg的降低。在眾多無機填料中，二氧化硅納米顆粒可以增強聚合物基質，以減少固化收縮和熱膨脹系數，改善聚合物基質的粘結性、耐磨性和耐腐蝕性。但由于納米粒子具有高的表面能，極易團聚，采用攪拌機等設備是沒法解決納米粒子在環氧樹脂中的分散性。我們采用TRILOS TR50M三輥機和TRILOS PM300V混料脫泡機制備二氧化硅改性環氧樹脂，并測試斷裂韌性和交聯密度，研究不同二氧化硅表面基團對斷裂韌性和高能沖擊性能的影響。

二氧化硅改性環氧樹脂的制備

將二氧化硅納米顆粒和環氧樹脂（YD-128）放至TRILOS PM300V混料脫泡機中預混10分鐘，然后用TRILOS TR50M三輥機處理3遍。然后，在該混合物中加入PTPU（DY-965），用混料脫泡機混合10分鐘。繼續加入DICY和促進劑，用混料脫泡機混合3分鐘。然后在1.0kPa下真空脫氣3分鐘。

TRILOS TR50M三輥機為基本型三輥機。特別針對處理量相對較少，精度要求相對較低的客戶而進行開發的超小型研磨設備。結構設計簡潔，尺寸較小，體積輕便，采用無極調速控制流量，機械方式調節間距。三輥機運行中無漏料、出料均勻，輥子平行度較好，使用結束后無跑位。

下圖為二氧化硅改性環氧樹脂的I型斷裂韌性（KIC）。相比未改性材料，添加二氧化硅納米顆粒能增加環氧樹脂的斷裂韌性。此外，具有反應性官能團的二氧化硅納米顆粒還可以提高環氧樹脂的高能抗沖擊性，Tg和交聯密度。

小結

TRILOS TR50M三輥機和PM300V混料脫泡機可用于二氧化硅改性環氧樹脂的制備。分散后的材料的斷裂韌性、高能抗沖擊性和交聯密度均得到了明顯的提高。

TRILOS公司介紹

TRILOS（泰洛思）是精密設備制造商，視客戶滿意為終極目標，力求將工藝技術結合客戶的需求，設計出貼近客戶需求的優質產品。

泰洛思正在積極開拓市場，把優質的產品分享給使用者。目前產品已經在美國、中國、歐洲、韓國、日本和臺灣等地區廣泛銷售。

TRILOS三輥機優點：

① TRILOS三輥機采用一次循環，有可能完全實現物質的均質化與分散，減少顆粒尺寸，打破團聚粒子。其結果是均質化的漿料，可為物料的進一步加工打下基礎。

② 可用觸摸屏實現每個輥間距離調節，確保輥子平行度。彈性張緊的刮刀插口確保刮刀恒壓，在操作過程中不需要重新調節。

③ 不同材質的輥子都可以使用，輥子及刮刀材質的選擇-從不銹鋼到氧化鋁，碳化硅及氧化鋯-滿足各種不同需要。

④ 三輥機上的安全裝置確保操作人員的安全，機器可簡易而及其快速的清洗。

⑤ TRILOS 的物聯網、智能化三輥機解決方案，解決了客戶在使用中遇到的數據無法量化分析，數據丟失，設備互相獨立，無法聯網進行管理和控制等等方面的問題。讓客戶可以對設備進行數據分析，對員工進行權限分配和管理，設備運行過程保持全程記錄和備份，利于加工過程參數的研究和設計開發。此外，智能物聯平臺還可以接入混料機、三輥機、上料機、均質機等設備平臺，同時可以接入在線粘度計、在線粒度儀、在線近紅外分析儀等儀器進行實時監控。

上海人和科學儀器有限公司

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