使用粘土颗粒的轻质增强树脂复合材料

由UmarAbdulHanan博士(马来西亚工艺大学(UTM))领导的国际研究团队成功开发了一种使用蒙脱石(粘土)颗粒增强树脂复合材料的方法。

不饱和聚酯(UP)树脂是一种低成本的热固性树脂，具有出色的加工能力和机械性能，可用于纤维增强聚合物(FRP)材料。它还在催化剂(如过氧化酮)的存在下很容易交联，形成更坚固和更硬的树脂。

不幸的是，这也会导致较低的断裂韧性。已经提出了几种提高交联树脂韧性的方法;其中一种方法涉及与由橡胶制成的纳米填料混合，但这会降低树脂的强度和刚度。

在这里，该团队首次证明，通过优化填料含量，可以实现由不饱和聚酯(UP)与蒙脱石(MMT)粘土纳米粒子混合制成的具有高抗压强度、刚度和韧性的纳米粘土复合材料。

混合过程非常简单，包括简单的机械搅拌和超声波搅拌过程，然后是真空气体室中的脱气过程以去除气泡，并使用过氧化甲乙酮交联UP。优化过程涉及在透射电子显微镜下表征复合材料(断裂前和断裂后)，以量化MMT在交联UP基质中的分散。

该研究表明，最大化压缩性能所需的MMT最佳重量分数约为0.60wt%。换句话说，约99.4wt%的本体包含交联UP。这产生了一种轻质且坚固的聚合物复合材料。

粘土增强聚合物复合材料可作为运输行业的主要承载结构应用，具有节省燃料的优势。这有助于支持运输业减少向环境排放的温室气体。