Kompozyty żywicy epoksydowej zawierające modyfikowane bentonity

Przedmiotem pracy była organofilizacja bentonitów czwartorzędową solą amoniową - chlorkiem alkilo-benzylo-di-metyloamoniowym (QAS) - i zbadanie możliwości zastosowania otrzymanego produktu jako napełniacza żywic epoksydowych (EP). Skuteczność takiej modyfikacji (stopień rozsunięcia płytek w bentonicie) oceniano metodą rentgenograficzną. Płynne kompozycje EP ze zmodyfikowanymi bentonitami charakteryzowały się dużym współczynnikiem tiksotropii, a dalszą ich zaletą było ograniczenie sedymentacji dodatku podczas przechowywania mieszaniny. Stwierdzono, że dodatek modyfikowanych bentonitów (w ilości Ł5,0 % mas.) do handlowej żywicy epoksydowej spowodował znaczną poprawę wytrzymałości na rozciąganie, wydłużenia względnego przy zerwaniu, twardości wg Brinella i zwłaszcza udarności bez karbu (niekiedy niemal trzykrotną). Zaobserwowano przy tym wyraźny wpływ temperatury homogenizacji żywicy z napełniaczem na zbadane właściwości mechaniczne kompozytów. Kompozyty EP z modyfikowanymi bentonitami wykazywały cechy nanokompozytów: zwiększoną sztywność, wytrzymałość, przezroczystość i scharakteryzowaną metodą skaningowej mikroskopii elektronowej drobnopłytkową morfologię przełomu.

---

The subject of the paper is organophilization of bentonites (Table 1) with quaternary ammonium salt (QAS): alkylbenzyldimethylammonium chloride, and investigation of the product application as a filler for epoxy resins (EP). The effectiveness of such modification of a clay (degree of bentonite platelets' intercalation) was evaluated using X-ray diffraction method (Fig. 2). Liquid EP compositions with modified bentonites showed high thixotropy coefficient. Limited sedimentation of the filler during the storage was the additional advantage of them (Fig. 3, Table 2). It was found that the addition of modified bentonite (in an amount up to 5.0 wt. %) to the commercial epoxy resin caused significant improvement in tensile strength, unit elongation at break, Brinell hardness and especially unnotched impact strength (sometimes even threefold). A clear effect of homogenization temperature of the resin filled on the tested mechanical properties of the composites was also observed (Table 3-6, Fig. 4-11). The composites of EP with modified bentonites showed the features of nanocomposites: improved stiffness, strength, transparency and fine-platelets morphology of fractures, characterized by scanning electron microscopy (Fig. 12-15).