纳米二氧化硅-环氧树脂复合材料的研究现状
水性环氧树脂及其纳米复合材料研究进展
水性环氧树脂及其纳米复合材料研究进展黄仕文; 计静琦; 刘述梅; 赵建青; 吴刚【期刊名称】《《广州化工》》【年(卷),期】2019(047)023【总页数】4页(P40-42,67)【关键词】水性环氧树脂; 制备方法; 纳米复合材料; 综合性能【作者】黄仕文; 计静琦; 刘述梅; 赵建青; 吴刚【作者单位】华南理工大学材料科学与工程学院广东广州 510640; 广州化工研究设计院有限公司广东广州 510425【正文语种】中文【中图分类】TQ323.5; TB332环氧树脂固化物具有较高的胶黏强度，良好的化学稳定性、力学性能和电绝缘性能等优势，广泛应用于涂料、胶粘剂和复合材料等方面。
近年来，随着人们环保意识的逐渐增强，环境友好型的水性环氧树脂体系获得了高度关注。
合格的水性环氧树脂具有安全、环保、操作性好等众多有机溶剂型环氧树脂不具备的优点，但同时也存在表干时间长、力学性能和耐热性能较差等缺点。
为了改善水性环氧树脂的综合性能，将纳米材料引入水性环氧体系，制备新型纳米复合水性环氧材料，是国内外研究开发的热点[1]。
本文简述了水性环氧树脂的制备技术及其固化反应，纳米填料增强水性环氧树脂的研究进展及作用机理。
1 水性环氧树脂的制备方法水性环氧树脂是指环氧树脂以胶体、液滴或微粒的形式，均匀稳定地分散在以水为连续相的介质中，形成稳定的水基体系。
水性环氧树脂可分为水乳型环氧树脂和水溶型环氧树脂，目前多数为水乳型。
环氧树脂本身难溶于水，可通过外加乳化剂或在分子链上接入亲水基团使环氧树脂在水中分散或溶解。
环氧树脂水性化的方法可归纳为以下3种：机械法、相反转法和自乳化法。
1.1 机械法机械法又称直接乳化法，一般先利用均质器、球磨机等将环氧树脂破碎成细小微粒，然后加入适量的乳化剂和水，通过高速搅拌或超声震荡，使环氧树脂均匀分散在水中[2]。
机械法制备水性环氧树脂操作简单、成本低廉，但制备的乳液中环氧树脂分散相的粒径较大，约10 μm左右，且尺寸分布较宽，乳液稳定性较差，成膜性能也不好，且固化后乳化剂容易向材料表面迁移，进而影响涂膜的外观和使用性能。
纳米材料的应用现状及发展趋势最终版
纳米材料的应用现状及发展趋势罗新中2007440375摘要作为一种新型的材料，纳米材料曾经引起了一场巨大的科技的革命，它的特殊性能、规模化制备和生产引起了人们对其不懈的探索。
纳米材料的研发制备是其应用的基础，而规模化产业化的应用才是研究的最终目的。
因此，如何使纳米材料由科学研究转化为大规模的产业化生产才是重中之重。
文章分别从纳米材料的制备、纳米材料的应用以及纳米材料未来的发展方向三个方面对其进行总结。
介绍了其研究现状及应用前景，分析了目前在纳米材料研究方面所存在的问题，并对以后的研究提出了自己的看法。
关键词纳米材料制备应用前景纳米材料是指物质的粒径至少有一维在1～100 nm 之间，具有特殊物理化学性质的材料。
如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。
纳米材料独特的纳米晶粒及高浓度特征以及由此产生的小尺寸量子效应和晶界效应，使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、光、电、声、磁等性能，在电子信息、生物工程、航空航天、国防科技及日常生活中有着广阔的应用前景。
因此，近年来关于纳米材料的研究及其制备技术引起了世界各国的普遍重视，对纳米材料的制备、结构、性能及其应用的研究也成为2O 世纪90年代材料科学研究的热点，继而在整个社会中形成了“纳米热”。
1 纳米材料的制备技术1.1 现阶段纳米材料的制备技术纳米材料的制备从制备手段来分一般可归纳为物理方法和化学方法。
1.1.1 物力制备方法物理制备纳米材料的方法有：粉碎法、高能球磨法、惰性气体发、溅射法等。
粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。
高能球磨法是利用球磨机的转动或震动对原料进行强烈的撞击，研磨和搅拌，将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。
高能球磨法可以将相图上几乎不相互融的几种元素制成纳米固溶体，为发展新材料开辟了新途径。
惰性气体凝聚蒸发法是在以充满惰性气体的超高真空室中将蒸发源加热蒸发，产生原子雾，原子雾再与惰性气体碰撞失去能量，骤冷后形成纳米颗粒。
纳米二氧化硅的改性与应用及聚倍半硅氧烷结构和性能研究
复旦大学碾士学位论文１．４．６复合材料中纳米二氧化硅的形貌表征图１—１１和１－１２是纳米二氧化硅ＳＰｌ和Ａ２００分散在丙烯酸树脂中的透射电镜照片。
与纳米二氧化硅在醋酸丁酯中的分散性一样，用ＭＡＰＴＳ改性的二氧化硅相对未改性的二氧化硅来说，具有较好的分散性，这点对于ＳＰｌ来说尤为明显（见图１—１ｌａ和１．１ｌｂ）。
另外，通过原位聚合制备的纳米复合材料中，二氧化硅的分散性优于通过共混法制各的（见图１－ｌｌｂ和】．１ｌｃ），这是由于改性的二氧化硅中含有可与丙烯酸酯单体反应的基团，在原位聚合中，与丙烯酸酯链段有较强作用，有利其分散。
然而这些对于纳米二氧化硅Ａ２００来说都不是那么明显（见图１－１２），无论是否改性，无论使用原位或者共混得方法，对于Ａ２００在丙烯酸树脂中的分散性没有很大影响。
这可能是纳米二氧化硅Ａ２００相对ＳＰｌ而言，本身就具有较小的比表面积以及较低的羟基含量，使其在丙烯酸树脂中具有比较好的分散性，所以通过ＭＡＰＴＳ对其改性，欲使其更易分散并没有在Ａ２００中体现出来。
（ａ）复旦大学硕士学位论文（ｃ）图１－ｌｌ含有ＳＰｌ的复合涂层的ＴＥＭ照片（ａ）含有共混的未改性的二氧化硅（ｂ）含有共混的改性的二氧化硅（ｃ）含有原位生成改性的二氧化硅Ｆｉｇｕｒｅ１－１１ＴＥＭｐｉｃｔｕｒｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＳＰＩｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ【ａ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ，（ｂ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ·ｓｉｌｉｃａａｎｄ（ｃ）ｉｎ—ｓｉｔｕｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ（ａ）（ｂ）复旦大学硕士学位论文（ｃ）图１－１２含有Ａ２００的复合涂层的ＴＥＭ照片（ａ）含有共混的未改性的二氧化硅（ｂ）含有共混的改性的二氧化硅（ｃ）古有原位生成改性的二氧化硅Ｆｉｇｕｒｅ１－１２ＴＥＭｐｉｃｔｕｒｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＡ２００ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ（ａ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ，（ｂ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｒｉａｎｏ－ｓｉｌｉｃａａｎｄ（ｃ）ｉｎ－ｓｉｔｕｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ．ｓｉｌｉｃａ１．４．７改性对复合树脂Ｔｇ的影响图１．１３至图１．１５为纳米复合树脂的ＤＭＡ损耗曲线。
聚丙烯_纳米二氧化硅复合材料性能研
收稿日期:2007 11 26;修改稿收到日期:2008 01 20。
作者简介:刘涛,女,硕士研究生,现在青岛科技大学从事高分子材料研究工作。
E mail:liutao20050615@ 。
聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料性能研究刘涛 周琦(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛,266042)摘要:通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(nano S iO 2)复合材料,研究了nano SiO 2用量和第3组分聚丙烯接枝马来酸酐(PP g M AH )对材料力学性能的影响。
结果表明,nano S iO 2用量为4份时,材料的力学性能最佳。
对PP,PP/nano S iO 2,PP/nano SiO 2/PP g M AH 复合材料进行DSC 热分析和S EM 照片观察发现,nano S iO 2对PP 基体有异相成核作用,PP g M AH 可以提高nano SiO 2在PP 基体中的相容性。
关键词: 聚丙烯 纳米二氧化硅 聚丙烯接枝马来酸酐 力学性能Research on Properties of PP/Nano SiO 2CompositesLiu T ao Zho u Qi(Key Lab of Rubber Plastics Material and Engineering of Ministry of Education,Qing dao University of Science and T echno logy ,Qingdao ,Shando ng ,266042)Abstract:T he PP/nano SiO 2composite w as m ade by m elting blend process.The m e chanical properties of the PP m atrix w ith varied contents of nano SiO 2and PP g MAH w ere studied.The r esults show that the co mposite w ith 4%nano SiO 2has the best mechanical pro perties.T he micr o structure and pr operties o f PP,PP/nano SiO 2,PP/nano SiO 2/PP g MAH composites w ere studied by differential scanning calorimetry (DSC)and scanning elec tro n micr oscope (SEM ).The analy sis results show that nano SiO 2has a nucleating effect on the cry stallizatio n of PP.SEM analysis show that the compatibility betw een nano SiO 2and PP is im pr oved by PP g M AH.Key words:poly propylene;nano silicon ox ide;po lypr opy lene grafting m aleic anhy dride;mechanical pr operties聚丙烯(PP)是目前世界上广泛应用的五大塑料之一,由于其价格低廉,各方面性能较好,得到了广泛的应用。
二氧化硅和聚二甲基硅氧烷协同改性的环氧树脂涂层的制备及性能
第14卷第5期2023年10月有色金属科学与工程Nonferrous Metals Science and EngineeringVol.14，No.5Oct. 2023二氧化硅和聚二甲基硅氧烷协同改性的环氧树脂涂层的制备及性能钟俊聪a ， 何翕a ， 庄佳伟a ， 安广萍a ， 林燕飞b ， 刘小强*a（江西理工大学，a.材料冶金化学学部； b.土木与测绘工程学院，江西 赣州 341000）摘要：采用聚4-乙烯吡啶（P4VP ）作为固化剂，以双酚A 二缩水甘油醚（DGEBA ）为环氧单体，在室温条件下，制备纳米SiO 2（0、3%、6%、12%，质量分数，下同）和（0、1%）聚硅氧烷二元掺杂的环氧树脂涂层；采用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对制备的涂层表面形貌和分子结构进行表征。
利用维氏硬度计和摩擦磨损试验仪分别表征其力学和摩擦学性能。
结果表明：P4VP 的吡啶基团会诱导DGEBA 的环氧基团开环，并使其交联固化；SiO 2（3%）和PDMS （1%）的共同引入显著增强了环氧树脂涂层的力学和摩擦学性能，其摩擦系数低至0.045，磨损率低至5.1×10-7 mm 3/（N ·m ），并且两者在提升环氧树脂涂层的抗磨减摩性能方面存在显著的协同效应。
但是，随着SiO 2纳米颗粒含量增加，涂层脆性增大。
当涂层同时加入SiO 2和PDMS 2种添加剂，并且SiO 2纳米颗粒含量为3%时，其摩擦学性能较优。
关键词：环氧树脂；二氧化硅；摩擦磨损性能；聚二甲基硅氧烷；协同改性中图分类号：TG174.2 文献标志码：AStudy on preparation and properties of epoxy coatings synergistically modifiedwith silicon dioxide and polydimethylsiloxaneZHONG Juncong a , HE Xi a , ZHUANG Jiawei a , AN Guangping a , LIN Yanfei b , LIU Xiaoqiang *a（a. Faculty of Materials Metallurgy and Chemistry ；b. School of Civil and Surveying & Mapping Engineering ，Jiangxi University of Science and Technology ， Ganzhou 341000， Jiangxi ， China ）Abstract: In this work, with poly 4-ethylene pyridine (P4VP) as the curing agent and bisphenol A diglycidyl ether (DGEBA) the epoxy monomer, epoxy resin coating of nano SiO 2 (0, 3%, 6%, 12%, massfraction, the same as below) and (0,1%) polydimethylsiloxane (PDMS) were used to synergistically modified epoxy coatings at room temperature. The surface morphology and molecular structure of the prepared coatings were characterized by scanning electron microscopy and fourier transform infrared spectroscopy. The mechanical and tribological properties were characterized using vickers hardness tester and friction wear tester, respectively. FTIR results show that the curing mechanism of epoxy was mainly concerned with the pyridine group from P4VP to induce the ring-opening of the epoxy group of DGEBA. The cointroduction of SiO 2 (3%) and PDMS (1%), which have a marked synergistic effect in improving the anti-friction performance of epoxy resin coating, significantly enhance the收稿日期：2022-06-13；修回日期：2022-10-24基金项目：国家自然科学基金资助项目（51865017）；江西省自然科学基金资助项目（20202BABL204044）；江西理工大学大学生创新训练资助项目（DC2021-006）通信作者：刘小强（1984— ），博士，副教授，主要从事高性能润滑材料研究。
环氧树脂增韧的研究进展_张胜佳
【专论综述】环氧树脂增韧的研究进展张胜佳1，刘松杭1，王二国2（1.上海大学环境与化学工程学院，上海 200444；2.上海康铭化工有限公司，上海 200072）摘要：环氧树脂作为一种胶粘剂基体，应用非常广泛。
但由于环氧树脂固化后具有较高的交联密度，固化产物脆性大、耐冲击强度低、耐热性能差等缺点，极大地限制了环氧树脂在诸多领域的应用。
文章介绍了近年来国内外环氧树脂增韧改性研究进展，涉及热塑性树脂、无机刚性粒子、弹性橡胶体、互穿聚合物等增韧方法。
关键词：环氧树脂；无机刚性粒子；橡胶弹性体；热致液晶聚合物；互穿聚合物网络中图分类号：TQ323.5 文献标识码：A1引言环氧树脂是聚合物基复合材料应用最广泛的基体树脂[1]，它作为一种重要的通用型热固性树脂，具有贮存稳定性高，加工工艺性能好，配方设计灵活多样等优点，已经成为目前广泛应用于机械、电子电器、航空航天、交通运输及建筑等各领域的热固性树脂之一[2-5]。
但环氧树脂固化后可能存在内应力大，质脆，耐疲劳性、耐湿热性、抗冲击韧性差等缺陷，在很大程度上限制了它在高新技术领域的应用[6]。
因而，对环氧树脂的增韧改性研究，就显得非常必要了。
2增韧改性环氧树脂2.1热塑性树脂采用热塑性树脂改性环氧树脂，使用较多的有聚砜醚（PES）、聚砜（PSF）、聚酰亚胺醚（PEI）、聚酮醚（PEK）、聚苯醚（PPO）等热塑性工程塑料，它们对环氧树脂的改性效果显著。
这些热塑性树脂不仅具有较好的韧性，而且模量和耐热性较高，作为增韧剂加入到环氧树脂中同样能形成颗粒分散相，它们的加入能使环氧树脂的韧性得到提高，而且不影响环氧固化物的模量和耐热性[7]。
刘立朋[8]以热塑性改性聚芳醚酮（PEAK）为增韧剂对环氧树脂进行改性。
通过扫描电镜分析和冲击强度测试研究了PEAK用量对PEAK/EPOXY浇注体冲击性能的影响。
结果表明，纯环氧和质量分数分别为5%，15%，25%，35%和50%质量分数的6种共混浇铸体随着PEAK含量增加而提高，各体系裂纹扩展断面主体呈现为海岸线状-锯齿型海岸线状-韧窝状-镂空状微结构转化，决定了冲击强度性能稳步升高。
纳米二氧化硅的用途
纳米二氧化硅的用途, 纳米二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一,由于其粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。
纳米二氧化硅俗称“超微细白炭黑”，广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。
并为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。
由于它在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能，因而得到人们的极大重视。
(一)、电子封装材料有机物电致发光器材(OELD)是目前新开发研制的一种新型平面显示器件，具有开启和驱动电压低，且可直流电压驱动，可与规模集成电路相匹配，易实现全彩色化，发光亮度高(>105cd/m2)等优点，但OELD器件使用寿命还不能满足应用要求，其中需要解决的技术难点之一就是器件的封装材料和封装技术。
目前，国外(日、美、欧洲等)广泛采用有机硅改性环氧树脂，即通过两者之间的共混、共聚或接枝反应而达到既能降低环氧树脂内应力又能形成分子内增韧，提高耐高温性能，同时也提高有机硅的防水、防油、抗氧性能，但其需要的固化时间较长(几个小时到几天)，要加快固化反应，需要在较高温度(60?至100?以上)或增大固化剂的使用量，这不但增加成本，而且还难于满足大规模器件生产线对封装材料的要求(时间短、室温封装)。
将经表面活性处理后的纳米二氧化硅充分分散在有机硅改性环氧树脂封装胶基质中，可以大幅度地缩短封装材料固化时间(为2.0-2.5h),且固化温度可降低到室温,使OELD器件密封性能得到显著提高,增加OELD器件的使用寿命。
(二)、树脂复合材料树脂基复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀等特点，但近年来材料界和国民经济支柱产业对树脂基材料使用性能的要求越来越高，如何合成高性能的树脂基复合材料，已成为当前材料界和企业界的重要课题。
纳米SiO2 的简单了解和应用
纳米SiO2 的简单了解和应用作者：王凯来源：《儿童大世界·教学研究》 2018年第10期纳米SiO2 是纳米材料中的重要一员，为无定形白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的非金属材料，微观结构呈絮状和网状的准颗粒结构，为球形。
具有广阔的应用前景和巨大的商业价值，并为其他相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证，享有“工业味精”，“材料科学的原点”之美誉。
自问世以来，已成为当今世界材料学中最能适应时代要求和发展最快的品种之一。
一、纳米SiO2简介（一）纳米SiO2 的微观结构纳米SiO2 的分子结构呈现三维链状结构（或称三维网状结构，三维硅石结构等），表面存在不饱和的残键和不同键合状态的羟基，如图所示。
（二）纳米SiO2 的性能1. 光学性能纳米SiO2 颗粒的小尺寸效应使其具有独特的光学性能对紫外、红外和可见光具有极强的反射特性，对波长在280-300nm的紫外光反射率达80 %以上；对波长在300-800 nm的可见光反射率达85 % 以上；对波长在800-1300 nm的红外光反射率达80 % 以上。
2. 化学性能纳米SiO2颗粒具有体积效应和量子隧道效应，使其产生游渗功能，可深入到高分子化合物兀键的附近与其电子云发生重叠，形成空间网状结构，从而大幅度提高高分子材料的力学强度、韧性、耐磨性和耐老化性等性能。
二、纳米SiO2颗粒的制备技术纳米SiO2 颗粒制备方法分为物理法和化学法。
物理法一般指机械粉碎法，利用超气流粉碎机或高能球磨机对纳米SiO2的聚集体进行粉碎，可获得粒径为1-5 μm的超细粉体。
化学法包括化学气相法(CVD)、化学沉淀法、溶胶一凝胶法(Sol-Gel)和微乳法等。
（一）溶胶- 凝胶法溶胶-凝胶法就是将金属醇盐溶解在有机溶剂中，通过水解聚合反应形成均匀的溶胶(Sol)，进一步反应并失去大部分有机溶剂转化成凝胶(Gel)，再通过热处理，制备成膜的化学方法。
纳米SiO2 的颗粒粒径易受反应物的影响，如水和NH3H20 的浓度、硅酸酷的类型、不同的醇、催化剂的种类及不同的温度等，对这些影响因素的调控，可以获得各类结构的纳米SiO2。
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纳米SiO2 /EP复合材料的研究进展摘要：综述了环氧树脂/纳米二氧化硅复合材料的研究进展。
主要介绍了环氧树脂/纳米SiO复合材料的制备方法，并对该复合材料的发展提出了自己的看2法。
关键词：环氧树脂；纳米二氧化硅；复合材料Research development of epoxy/silica hybrid nanocompositesAbstract: The paper gives a brief introduction on the development of epoxy/nano-SiO hybrid materials. Here we mainly present the preparation of epoxy/nano-2SiO，and propose some prospects of this composites。
2Key words: Epoxy; nano-SiO；nanocomposite2）为无定型白色粉末（团聚体），是一种无毒、纳米二氧化硅（nano-SiO2无味和无污染的非金属功能材料。
由于其具有较大的比表面积，并且表面存在着羟基，故具有奇异或反常的特性，如表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应，因而在橡胶、塑料、胶粘剂和涂料等领域中应用广泛[1-3]。
目前，研究 nano-SiO的制备方法已成为纳米技术领域的一大热点。
2环氧树脂（EP）是一类典型的热固性树脂，在聚合物复合材料中应用最为广泛。
由于 EP 具有优异的粘接性能、力学性能和电绝缘性能，并且收缩率和成本较低，故在胶粘剂、密封胶和涂料等领域中得到广泛应用[4-5]。
但是，EP 固化物因交联度过高而脆性较大，从而限制了其在某些领域中的应用[6]。
因此，在保证 EP 优异性能的前提下，对其进行增韧改性已成为近年来该领域的研究热点。
粒子因存在着表面缺陷和非配对原子多等特点，与聚合物发生Nano-SiO2物理或化学结合的可能性较大，故可用于增强与聚合物基体的界面结合，提高聚合物的承载能力，从而达到增强增韧聚合物的目的。
的微观结构[7-8]1 Nano-SiO2Nano-SiO2分子呈三维网状结构，与其它纳米材料一样，表面都存在着不饱和残键和不同键合状态的羟基（包括未受干扰的孤立羟基、彼此形成氢键的连生的缔合羟基以及两个羟基连在一个硅原子上的双生羟基），因此 nano-具有很高的活性（其结构如图 1 所示）。
SiO22 Nano-SiO2的制备制备 nano-SiO2的方法主要有干法和湿法两种。
干法包括气相分解法和电弧法；湿法包括化学沉淀法、溶胶-凝胶法和微乳液法。
由于干法工艺制备的nano-SiO2纯度高、性能好，但设备投资较大，生产过程中能耗大、成本高，故目前国内外多采用湿法工艺制备 nano-SiO2。
2.1 化学沉淀法化学沉淀法是以硅酸钠和酸化剂（H2SO4、HCl等）为原料，反应生成的沉淀物经分离、干燥后得到SiO2。
化学沉淀法是目前最主要的生产方法[9]，最终的产品粒径主要受所选择的酸化剂、硅酸盐浓度及搅拌条件等影响。
其制备原理如式（1）、式（2）所示。
2.2 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法一般以硅酸酯为原料，经水解缩聚后逐渐胶化，然后经过一定的后处理（陈化、干燥）得到所需的材料。
采用溶胶-凝胶法技术制备的 nano-SiO2，其最终粒径受反应物水和 NH3的浓度、硅酸酯的类型[正硅酸四甲酯（TMOS）、正硅酸四乙酯（TEOS）和正硅酸四丙酯（TPOS）等]、醇的种类（甲醇、乙醇、丙醇和戊醇等）、催化剂的种类（酸或碱）和温度等因素的影响而有所不同。
通过对这些影响因素的调控，可获得不同结构的纳米材料[10]。
最常用的硅酸酯是 TEOS。
首先将 TEOS 水解成原硅酸[见式（3）]；然后原硅酸分子间脱水，逐步形成Si-O-Si 长链；最终形成硅氧四面体组成的SiO2大分子[见式（4）]。
2.3 微乳液法微乳液法是液相化学制备法中较新颖的一种。
微乳液是一种直径为 10～100 nm、热力学稳定的、各向同性的、外观透明或半透明的分散体系，主要由表面活性剂、助表面活性剂（通常为醇类）、油和水等组成，可分为“油包水（W/O）型”和“水包油（O/W）型”两种。
由于反胶束微乳液（W/O）的液滴粒径小、分散性好，液滴内部的水相是提供良好化学反应的场所，并且液滴大小和形状均可控，故 nano-SiO2粒径分布及形状也均可控制。
因此，常用此方法制备nano-SiO2。
2.4 湿法工艺制备的优缺点三种制备方法（化学沉淀法、溶胶-凝胶法和微乳液法）的优缺点及今后的研究方向如表 1 所示。
Table 1 The characteristics of different preparation methods制备方法方法描述优点缺点使用范围共混法粒子通过各种方式与有机聚合物混合工艺简单；工业可行性好；粒子添加量高粒子易团聚；相互作用弱溶液、悬浮液、乳液和熔融体系（如塑料）等原位聚合法在单体溶液中分散纳米粒子，然后进行聚合纳米粒子均匀分散；保持纳米特性；相互作用强；反应条件温和添加量较低；需要表面改性；在溶剂型体系中的应用受到局限乳液和水性体系；用于设计各种特殊结构溶胶—凝胶法使用烷氧金属或金属盐等前驱物和有机聚合物的共溶剂，在聚合物存在的前提下，在共溶剂体系中使前驱物水解和缩合反应条件温和；分散均匀；能够达到“分子复合”水平易产生严重的相分离；产生乙醇和水；不能用于溶剂型体系已成为有机/无机杂化在、材料的主要制备法3纳米SiO2改性聚合物的方法目前用于纳米SiO2改性聚合物的方法很多，主要有原位聚合法法、溶胶一凝胶法、共混法。
3.1原位聚合法即在位分散聚合，该法是应用在位填充技术，将纳米SiO2在单体中分散均匀后，再进行聚合反应，原位聚合法的特点是既能使纳米SiO2粒子均匀分在聚合物中，又保持了粒子的纳米属性，而且原位聚合法通常是一次聚合成型，无需进一步热加工，因此避免了热加工带来降解的影响，保证了纳米SiO2-聚合物基体的各种性能的稳定。
3.2溶胶一凝胶法这种方法从20世纪80年代以来开始使用。
它是将硅氧烷非金属化合物等前驱物溶于水或有机溶剂中，溶剂经水解生成纳米SiO 2粒子并形成溶胶，再经蒸发干燥而成凝胶。
具体方法是:将前驱物(如Si(OCH 2CH 3)4)溶于聚合物溶液中，在催化剂存在下让前驱物水解形成纳米SiO 2胶体粒子，干燥后得到半互穿网络的聚合物纳米SiO 2粒子复合物。
另一种方法是将前驱物与单体溶解在溶剂中，让水解与聚合反应同时进行，使聚合物均匀嵌入无机纳米SiO 2网络中形成半互穿以至全互穿(聚合物已交联)网络。
3.3共混法共混法是将纳米SiO 2与聚合物直接进行分散混合而得到的一类复合材料。
这类方法的特点是过程较简单，容易实现工业化。
其缺点是要纳米SiO 2粒子呈原生态纳米级的均匀分散较困难，因而也给产品的稳定性带来新的问题。
为此也发展了以下一些不同的工艺。
(l)溶液共混法将聚合物溶解于溶剂中，然后加人纳米SiO 2粒子并混合使之均匀分散，除去溶剂而得到复合材料，其特点是纳米SiO 2粒子的分散较好，但同时也带来环境污染、溶剂回收等问题。
(2)悬浮液或乳液共混法与溶液共混法类似，只是用悬浮液或乳液代替溶液。
在不适宜溶液共混的一些情况下，悬浮液或乳液共混也是一类有用的方法。
4.纳米颗粒改性环氧树脂机理对于纳米颗粒改性对胶粘剂的作用机制，己成为当前的研究热点。
现在较普遍接受的观点是:纳米颗粒表面众多的非配对原子易与环氧胶基体发生物理及化学作用，与分子链发生物理或化学结合。
在纳米粒子均匀分散于环氧胶中后，如果环氧胶受到外力冲击，能量在高分子基体和纳米颗粒界面间被吸收或纳米颗粒易产生应力集中效应而引发其周围基体树脂产生银纹，纳米粒子间的环氧胶也产生塑性形变，吸收一定的冲击能随着粒子的微细化，其比表面积将进一步增大，使纳米粒子与环氧胶间接触面亦增大，当材料受到外力冲击时会产生更多银纹及塑性形变，并吸收更多冲击能而达到增韧效果。
另一方面，刚性纳米粒子的存在，使环氧胶内银纹扩展受阻和钝化,终停止开裂，不致发展为破坏性开裂，从而产生增韧效果。
但是，如果纳米粒子加入太多，纳米粒子就会团聚，大的团聚体引发裂纹，宏观表现为在环氧胶中部开裂形成，断裂强度反而下降。
另外，随着纳米粒子的加入，阻止分子链运动或交联密度增大，使玻璃化温度升高，提高体系的耐热性。
5.纳米改性环氧树脂的研究现状Bauer [11]等人用硅烷偶联剂对纳米2SiO 、32O Al 和2T iO 表面处理，然后在酚醛环氧树脂 (epoxy Novolac)胶粘剂中分别加入30wt%的上述纳米颗粒，发现环氧胶的硬度得到提高，玻璃化转变温度提高了20K 。
李赫亮[12]向环氧树脂胶粘涂层中分别加入粉煤灰、纳米2SiO ，通过改变磨料的粒度和含量，冲蚀的转角和转速，研究其耐冲蚀磨损性能，发现以纳米2SiO 为填料比以粉煤灰为填料的环氧树脂胶粘涂层的抗冲蚀能力强。
Yao 等[13]比较了2SiO -环氧纳米复合物在玻璃态时的储能模量，发现SiO对环氧基材有显著的增强效果。
用2环氧树脂和经聚氧乙烯改性的二氧化硅[14]，并用二氨二苯砜作为固化剂成功后制成的EP/SiO纳米复合材料，纳米粒径的无机颗粒在环氧基质中主要呈2均相分布而无大的颗粒。
研究发现经过聚氧乙烯（PEO）接枝的二氧化硅颗粒含有柔韧的PEO链段，它能有效的加强改性剂与环氧树脂之间的连接力。
在储能模量和玻璃化温度变化不大，并且所有的改性体系的断裂面表现出坚韧的断裂性能的情况下，经过聚氧乙烯接枝的二氧化硅改性后的环氧树脂的冲击强度是纯环氧树脂的2倍。
将纳米颗粒加入到环氧树脂中发现环氧试样的质量损失和剥蚀率出现了明显的下降，抗原子氧剥蚀性能得到了大幅度的提高[15]。
随着水工建设的发展需求，对环氧树脂的技术要求也越来越高，其中尤以解决环氧树脂的老化（耐候性）、增强增韧等问题最为迫切。
传统的环氧树脂改性，主要通过对环氧低聚物和固化剂的选择，但改性效果不理想，而且不能同时解决耐候性、增加强度和韧性等问题。
近年来，聚合物基纳米复合材料以其优异的性能受到人们的关注。
国内外有报道已经在实验室制备出环氧树脂*纳米粒子复合材料，但如何解决纳米颗粒在环氧树脂基体中的均匀分散问题，提高制备水平和制备效率，依然有待进一的研究。
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