玻璃化转变温度下水热老化对硅酸盐改性环氧树脂机械性能的降解机制研究

为解决环氧树脂(EP)回收难题，研究人员通过硅酸盐改性策略(SMER)结合水热老化实验(80°C玻璃化转变温度)，发现蒸汽环境可显著降低纯环氧树脂(PER)和改性树脂的弹性模量和屈服强度，为热固性树脂废弃物处理提供了新思路。

　　

环氧树脂及其复合材料凭借卓越的机械性能和耐腐蚀性在工业领域广泛应用，但其固有的高韧性给废弃处理带来挑战——破碎回收过程需要消耗大量能源。为解决这一难题，科研团队创新性地采用硅酸盐改性策略(Silicate-Modified Epoxy Resin, SMER)，通过拉伸和压缩实验系统评估材料性能。研究特别关注在玻璃化转变温度(80°C)下，水浴和蒸汽两种水热老化环境对纯环氧树脂(Pure Epoxy Resin, PER)和改性树脂的影响。

实验数据揭示：颗粒掺杂在保持环氧树脂刚度和屈服强度的同时，显著降低了其断裂压缩应变，这种特性既满足使用需求又利于废弃物处理。经过80°C半个月的水热处理后，PER和SMER的弹性模量和屈服强度均出现大幅下降。有趣的是，与水浴处理相比，蒸汽环境会使样品脆化而非增强延展性。通过断裂形貌分析和显微成像技术，研究人员成功验证了这一独特机制。该研究提出的环氧树脂改性策略和水热老化方法，为热固性树脂及其复合材料的环保处理提供了重要技术参考。