沈陽化工學院最近開發成功新型T-ZnO晶須增強環氧復合材料。環氧復合材料因性能的多變性、質輕、抗腐蝕、絕緣、生產及加工簡便、價廉,應用日趨廣泛,但其強度、特別是韌性不足及易產生靜電等缺點限制了其大規模應用,因此增強、增韌及抗靜電等已成為環氧復合材料研究的熱點。
據中國環氧樹脂行業協會專家介紹,四腳狀氧化鋅(T-ZnO)晶須是目前晶須家族中惟一具有規整三維空間結構的晶須,可廣泛應用于增強復合材料、耐磨及防滑材料、抗靜電及導電高分子復合材料、減振抗沖及隔音材料、陶瓷復合材料、涂料等領域中。
國內首先發明了多孔性模型催化劑,制得了規整度及收率均大于95%的T-ZnO晶須;對以T-ZnO晶須為增強體,環氧樹脂為高分子基體復合材料的研究表明,T-ZnO晶須有較高的觸變性,為復合材料的設計及加工提供了方便;填加體積分數為6%時可使材料的拉伸強度提高69%、沖擊強度提高200%、抗彎斷裂功提高58%;偶聯劑KH-560可在晶須與基體間形成有效層,起到橋接基體與晶須和吸收能量的作用,有利T-ZnO晶須增強增韌作用;T-ZnO復合材料破壞以脫黏為主;T-ZnO晶須具有半導體性,在環氧合材料中以價帶傳導電核、起到抗靜電作用,材料電阻率下降8個數量級。
T-ZnO晶須除可較大幅度提高復合材料的力學性能外,還可賦予材料其他特性。中國環氧樹脂行業協會專家介紹說,這主要表現在:抗靜電性;吸音和減振;耐熱性能;提高材料的耐老化性。此外T-ZnO晶須還有很多其它用途,如提高粘合劑的粘接強度,改善涂料的強度、觸變性、力學性能及防銹、抗沖擊等性能,用于制備抗菌、脫臭材料及活性污泥的沉降劑等,增強陶瓷和金屬等方面。
目前沈陽化工學院正在進行T-ZnO晶須的產業化,已建立了一條1O噸/年的中試生產線。