納米粒子是由數目極少的原子或分子組成的原子群或分子群,具有特殊的小尺寸和表面效應,從而有利于增加其與環氧樹脂之間的混溶性。根據擴散理論,粘合強度主要決定于兩種物質間的混溶性。混溶性越大,粘合強度越好。納米粒子的表面效應使納米粒子的比表面積、表面能及表面結合能迅速增大,表明原子的增多,原子配位不滿及較高的表面能,產生了許多缺陷而呈現很高活性,也產生一系列其他導致強度增大的化學及物理作用,從而有益于環氧樹脂的鍵合。同時納米粒子易團聚,環氧樹脂黏度大,使得其在環氧樹脂中很難達到納米尺寸的均勻分散。與有機機體的界面結構及粘結強度也影響到復合材料的性能。
由于納米材料的表面非配對原子多,可與環氧樹脂發生物理或化學結合,增強粒子與基體的界面結合,從而可承受一定的載荷,既增強又增韌。本文系統地論述了環氧樹脂基的納米復合材料的研究發展概況,主要包括無機納米粒子結構特性,以及環氧樹脂基納米復合材料的制備方法、固化機理、性能、作用機制等方面的研究進展。