環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂及不飽和聚酯樹(shù)脂被稱(chēng)為三大通用型熱固性樹(shù)脂。它們是熱固性樹(shù)脂中用量最大、應用最廣的品種。環(huán)氧樹(shù)脂中含有獨特的環(huán)氧基以及羥基、醚鍵等活性基團和極性基團，因而具有許多優(yōu)異的性能。與其他熱固性樹(shù)脂相比較，環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)和牌號最多，性能各異。環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的種類(lèi)更多，再加上諸多的促進(jìn)劑、改性劑、添加劑等，可以進(jìn)行多種多樣的組合和組配，從而能獲得各種各樣性能優(yōu)異的、各具特色的環(huán)氧固化體系和固化物。幾乎能適應和滿(mǎn)足各種不同使用性能和工藝性能的要求。這是其他熱固性樹(shù)脂所無(wú)法相比的。據中國環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì )(www.epoxy-e.cn)專(zhuān)家介紹，環(huán)氧樹(shù)脂復合材料是，以環(huán)氧樹(shù)脂為基材的材料；樹(shù)脂基復合材料工業(yè)上使用量最大的環(huán)氧樹(shù)脂品種，是上述第一類(lèi)縮水甘油醚類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂，而其中又以二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱(chēng)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂)為主；其次是縮水甘油胺類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂。
    (4)熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基SiO2納米復合材料
    ①制備方法  
    硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)用2～5倍的丙酮稀釋?zhuān)柰榕悸?lián)劑的用量約為納米SiO2質(zhì)量的O.5%～1.O%，調節pH值為7～9。據中國環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì )(www.epoxy-e.cn)專(zhuān)家介紹，超聲波分散30min，加入納米SiO2，充分攪拌并升溫至100～120℃。在高速分散機上分散20min。加入E-51環(huán)氧樹(shù)脂，混合均勻、出溶劑，升溫至130℃、溫1h。在高速均質(zhì)分散機上分散20min。冷卻后加入液態(tài)甲基四氫苯酐，混合均勻，抽真空脫氣泡后澆注、固化、脫模。
    ②納米Si02對熱固性環(huán)氧樹(shù)脂力學(xué)性能的影響 
    經(jīng)偶聯(lián)劑處理的納米Si02粒子的引入，以大幅度提高環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的沖擊強度。沖擊強度提高的幅度主要由納米粒子的分散情況和含量決定。據中國環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì )(www.epoxy-e.cn)專(zhuān)家介紹，如果納米SiO2粒子均勻分散于環(huán)氧樹(shù)脂基體之中，當復合材料受到?jīng)_擊載荷時(shí)，納米粒子表面與基體材料之間產(chǎn)生微裂紋、收沖擊能，從而達到增韌的效果。如果納米增強材料用量過(guò)大，微裂紋易發(fā)展成宏觀(guān)開(kāi)裂，反而降低了體系的性能。
    不同納米Si02含量對熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基Si02納米復合材料力學(xué)性能的影響見(jiàn)表4-13。據中國環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì )(www.epoxy-e.cn)專(zhuān)家介紹，可以看出納米SiO2的引入，復合材料的拉伸強度、拉伸模量和沖擊強度提高。當納米Si02含量為3%時(shí)，綜合性能最好；當納米Si02含量超過(guò)3%時(shí)，由于分散困難，部分納米Si02粒子開(kāi)始出現返粗現象，致使材料性能下降。
    表4-13  納米SiO2含量對熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基Si02納米復合材料力學(xué)性能的影響

性能	含  量/%
	O	l	2	3	4	5
沖擊韌性/(kJ/㎡) 拉伸強度/MPa 拉伸模量/GPa	10.2     35.3     3.2	12.1     38.3     3.4	13.1     40.8     3.6	1S.9     75.7     3.6	12.7     42.2     3.2	10.8     38.6     3.1

    ③納米SiO22對熱固性環(huán)氧樹(shù)脂玻璃化溫度的影響  
    經(jīng)偶聯(lián)劑處理的納米SiO2粒子與環(huán)氧樹(shù)脂之間的相互作用很強，使體系交聯(lián)密度增大、玻璃化溫度提高，有效地提高了復合材料的耐熱性。表面處理后的納米粒子在基體中實(shí)際起到了交聯(lián)點(diǎn)的作用，一方面其表面的偶聯(lián)劑分子與環(huán)氧樹(shù)脂鍵合，大大提高了界面強度，起到化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)的作用；另一方面其表面有利于環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈的纏結，形成物理交聯(lián)。
    不同納米SiO2含量對熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基SiO2納米復合材料玻璃化溫度的影響見(jiàn)表4-4。據中國環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì )(www.epoxy-e.cn)專(zhuān)家介紹，可以看出納米SiO2的引入使體系玻璃化溫度提高。當納米SiO2含量為3%時(shí)，該復合材料的玻璃化溫度達到126.7℃，比環(huán)氧樹(shù)脂澆注體的高36.5℃。
    表4-14  納米Si02含量對熱固性環(huán)氧樹(shù)脂基Si02納米復合材料玻璃化溫度的影響

含量/%	O	1	2	3	4	5
Tg/℃	90.2	120.6	121.4	126.7	118.7	104.3