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总体概况

     由于固化后的环氧树脂交联密度高，内应力大，因而存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点，难以满足工程技术的要求，使其应用受到一定的限制，特别是在结构材料领域，为此，国内外学者对环氧树脂进行了大量改性研究。其中，最主要的是改善环氧树脂的脆性。

 
    为了提高环氧树脂的韧性，最初是加入邻苯二甲酸酯和磷酸酯等增塑剂或聚丙二醇二缩水甘油醚、脂肪酸多缩水甘油醚等小分子增柔剂，但环氧树脂的耐热性、硬度、模量和电性能等同时大幅度降低。因此，环氧树脂增韧改性必须是在热性能、硬度、模量及电性能下降不太大的情况下提高环氧树脂的韧性。
 
    整体而言，环氧树脂可通过化学方法改性和物理方法进行改性。化学方法改性主要是合成新型结构的环氧树脂及新型结构的固化剂；物理方法改性主要是通过与改性剂形成共混结构来达到提高性能的目的。两种方法比较起来，第一种方法从工艺、成本及难易程度来讲都比第二种方法处于劣势。因此，目前对环氧树脂的改性主要是通过共混结构实现的。具体而言，环氧树脂的增韧途径主要有三种：（1）在环氧基体中加入橡胶弹性体、热塑性树脂、液晶聚合物、刚性无机填料、纳米粒子（SiO2、蒙脱土）等分散相来增韧；（2）用含"柔性链"的固化剂固化环氧，在交联网络中引入柔性链段，提高网链分子的柔顺性，达到增韧的目的；（3）用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构来增韧从而使环氧树脂韧性得到改善。
    纳米级颗粒与微米级颗粒相比对环氧树脂各项性能的作用效果有显着改善。由于纳米颗粒的小尺寸效应，其与基体界面粘接作用加强，使得涂层受力时有利于应力传递，且纳米材料表面严重的配位不足，表现出极强活性，进一步促进了树脂的交联反应，提高了分子间的键力，同时使涂层致密且耐磨性提高。微米颗粒的粒径较大，可以阻碍复合涂层中高分子链段的运动，从而影响涂层的抗冲击性能。环氧基团在界面上与纳米粒子产生远大于范德华力的作用力，形成非常理想的界面，能起到很好的引发微裂纹、吸收能量的作用。利用纳米技术对有机涂层防腐材料进行改性，可有效提高其综合性能，特别是增加材料的机械强度、硬度、附着力，提高耐光性、耐老化性、耐候性等。目前研究主要集中在以TiO2、SiO2、Al2O3、碳纳米管、纳米粘土等纳米材料为填料的环氧涂料中。
 
    纳米填料有两大问题成为研究重点： 一个是如何解决纳米颗粒在环氧树脂中的分散问题，另一个是如何选择纳米颗粒填加量的问题纳米粒子粒径小，表面能高，具有自发团聚的趋势，而团聚的存在又将大大限制其超细效应的充分发挥，在有机介质中难以润湿和分散。因此，如何改善纳米粉体在液相介质中的分散和稳定性是十分重要的研究课题。