1.1納米粉體在環氧樹脂中的分散
　　
　　納米技術是近年來出現的一門新興技術，它帶來了材料科學領域的重大革命。納米粉體對提高環氧涂料的各項性能有著重要的作用，但是面臨的一個重要問題是納米粉體在環氧樹脂中的分散問題。納米粒子粒徑小，表面能高，具有自發團聚的趨勢，而團聚的存在又將大大限制其超細效應的充分發揮，在有機介質中難以潤濕和分散。因此，如何改善納米粉體在液相介質中的分散和穩定性是十分重要的研究課題。
　　
　　納米粉體分散在介質中，由于顆粒的尺寸在納米級，所形成的懸浮液屬于膠體的范疇。膠體的穩定性或聚沉決定于膠粒之間的排斥力和吸引力。排斥力使顆粒之間分散，增加微粒在介質中的穩定性，而吸引力則使微粒團聚。所以，根據這兩種力產生的原因及相互作用，納米粉體在介質中的分散性可以用膠體理論加以討論。膠體分散有三大穩定理論[8]：DLVO理論、空間位阻穩定理論、空缺穩定理論。1)DLVO理論主要是通過粒子的雙電層理論來解釋分散體系穩定的機理及影響穩定性的因素。根據雙電層模型，顆粒表面帶電荷，顆粒被離子氛包圍。當2個粒子趨近而離子氛尚未接觸時，粒子間并無排斥作用；當粒子相互接近到離子氛發生重疊時，處于重疊區的粒子濃度顯然較大，破壞了原來電荷的對稱性，引起了離子氛的重新分布，即離子從濃度大區間向未重疊區間擴散，使帶電荷粒子受到斥力而相互脫離。2)空間位阻穩定理論是指為防止顆粒相互接近，使它們不能接近到有強大吸引力的范圍。通過非離子性物質吸附在顆粒周圍建立起一個物質屏障。吸附層越厚，顆粒中心距離越大，因此，分散體系也就越穩定。3)空缺穩定理論是指由于顆粒對聚合物產生負吸附，在顆粒表面層，聚合物的濃度低于溶液的體相濃度。這種負吸附現象導致顆粒表面形成一種“空缺層”，發生重疊時就會產生斥力能或吸引能，使物系的位能曲線發生變化。在低濃度溶液中，吸引能占優勢，膠體穩定性下降。在高濃度溶液中，斥力能占優勢，使膠體穩定。
　　
　　科研中的分散實驗多是根據上述理論的一種或多種。Yan-gyangSun等人[9]為了減輕填料相互之間的反應從而達到納米硅在樹脂中的單分散，進行了填料-納米硅的表面處理實驗。在實驗中考慮了處理的方法、偶聯劑的種類、濃度以及處理周期等因素，經過激光粒度分析儀、透射電鏡和傅立葉轉換紅外光譜等途徑檢測得出較優實驗條件。在超聲分散法進行預處理，相對較低的硅烷濃度以及較長的反應時間的條件下，納米硅處理可以實現在極性介質中的單分散，效果顯著。
　　
　　黃毅等[10]為了制備穩定分散的納米TiO2水懸浮液，研究了SN5040和PEG作分散劑對納米TiO2在水中分散穩定性的影響。試驗結果表明：SN5040能有效分散納米TiO2，按照先SN5040后PEG的方式添加一定比例的混合分散劑，PEG能在SN5040吸附層上嵌入式吸附，顯著提高了納米TiO2的Zeta電位值，更有利于納米TiO2水懸浮液的分散穩定性。
　　
　　硅烷改性劑被廣泛用于環氧樹脂和納米顆粒的改性。經過偶聯劑預處理和接枝聚合，較后獲得PAM-KH550-SiC微粉即改性碳化硅。Si-O鍵和酰胺基(-CONH2)特征峰表明粉體表面存在KH-550和PAM。表面性質發生了很大變化，但其物相結構沒有改變。改性SiC微粉無結團現象，分散性得到改善[11]。
　　
　　在化學分散取得顯著效果的同時，物理分散也顯示了重要作用。物理分散包括超聲波分散、機械分散等。聶鵬等人[12]為實現在不添加分散劑的情況下將納米粒子均勻分散在液相物料中，提出了一種基于欠膨脹射流的液相物料納米粉添加分散方法。該方法利用欠膨脹射流將納米粒子以氣-粉微氣泡的形式分散到液相物料內部，并利用微氣泡受高頻擠壓爆破釋放的能量，以及氣泡膨脹過程產生的超聲波效應和高拉伸場效應來實現納米粉在液相物料中以納米尺度粒子分散。設計了相應的分散系統，進行了無分散劑下納米SiO2/環氧樹脂添加分散實驗。通過TEM和Tg測試對實驗樣品進行了表征，結果表明，分散相粒徑在15~30nm之間，SiO2納米顆粒均勻地分散在環氧樹脂中。Tg溫度比只經過一般高速機械攪拌得到的復合材料提高了約18℃。該方法解決了SiO2納米粉顆粒在環氧樹脂中的團聚問題因此，根據納米顆粒的表面特性選擇合適的分散方法對改善環氧樹脂的性能具有非常重要的作用。
　　
　　1.2納米微粒的含量對環氧涂料性能的影響
　　
　　納米微粒對改善環氧樹脂的性能有重要的作用，然而其含量也是一個不容忽視的影響因素。納米微粒的含量對其在基質中的分散性是有影響的，通常納米微粒的含量越高，其聚集傾向越嚴重，分散的難度也就越大[13]，必然會在一定程度上失去納米顆粒的尺寸優勢，從而影響改善環氧樹脂的性能。因此，研究不同的納米微粒在環氧樹脂中的合適含量對提高環氧涂料各方面性能具有重要意義。