纳米粒子的加入使环氧树脂的玻璃化温度升高的原因在于：纳米粒子与环氧树脂之间存在强相互作用，使玻璃化温度升高。表面处理后的纳米粒子，在基体中实际起到交联点的作用，一方面其表面有利于环氧树脂链段的缠结，形成物理交联；另一方面其表面的表面处理剂与基体聚合，形成填充粒子与基体间良好的界面结合，起到化学交联点的作用。因此随着纳米粒子的加入交联密度增大，使玻璃化温度升高，可见纳米粒子的加入可使体系的玻璃化温度明显升高，提高体系的耐热性。

2、粘土对环氧树脂体系玻璃化温度的影响

到目前为止，能够在插层纳米复合材料中得到应用的有蒙脱土、高岭土、海泡石等少数几种属于层状硅酸盐的物质。由于它们具有较大的初始间距以及可交换的层间阳离子，使得我们可以利用离子交换的方式将它们的层间距扩大到允许聚合物分子链插入的程度，从而可以利用它们制备出性能优异的插层纳米复合材料。蒙托土属层状粘土。海泡石具有纤维状结晶性质，由于链群之间仅以四角共用氧原子连接，连接力较弱，当受到剪切力作用时纤维晶体之间极易分散，可形成众多的细小纤维晶体。在孔道中存在可变换的阳离子K+、Ca2+、Na+等，主要的平衡是由于Al3+置换Si4+所多出的负电荷。海泡石阳离子交换容量在20-45mmo1/100g之间。采用有机蒙托土与海泡石制备不同含量粘土纳米复合材料，测试其玻璃化温度，结果见表2。

表2 不同纳米粒子复合材料的玻璃化温度

可见随着海泡石与蒙脱土的加入，基体的玻璃化温度提高，提高的幅度最大达50℃，而与含量没有关系。由图4可见蒙脱土呈层状剥离，形成插层纳米复合材料。通过高速搅拌海泡石晶格破坏，形成单个的纤维，在环氧树脂中形成大网状结构，起到了纤维增强的作用，限制了高分子链的运动，从而使环氧树脂基体的玻璃化温度大幅度提高。海泡石/环氧树脂纳米复合材料的透射电镜照片见图5，由图可见海泡石成纤维状分散于树脂中，起到了微纤维增强的作用，从而使环氧树脂的玻璃化温度提高。

四、结论

通过一定的方式，使纳米粒子及粘土粒子分散于环氧树脂基体中，可使环氧树脂的玻璃化温度大幅度提高，最多可提高50℃。