高剥离强度环氧树脂体系的研究
更新时间:2023-08-30 22:55:02 阅读量: 教育文库 文档下载
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高剥离度环氧树脂的研究
高剥离强度环氧树脂体系的研究
李帅 20072084
环氧树脂是由具有环氧基的化合物与多元羟基化合物(双酚A、多元醇、多元酸、多元胺)进行缩聚反应而制得的产品。环氧树脂具有高强度和优良的粘接性能,可用作涂料、电绝缘材料、增强材料和胶粘剂等。
环氧树脂胶粘剂发展到今天已有近60年的历史。由于环氧树脂具有耐高温、高强度和高耐久性的特点,在金属与金属、以及其它各种材料的胶接技术中得到了广泛的应用。尤其在航空航天、船舶运输、电子电气以及机械工业领域,高强度和耐高温的环氧树脂胶粘剂表现了它的独特优越性。诸如飞机、火箭为了减轻重量,减少应力集中,常用高强度结构胶来粘合铝合金、不锈钢、甚至非金属复合材料;各种机车的离合器摩擦片、制动带的粘接则需要可在250~350℃内使用的耐高温结构胶[1];在汽车轮船框架结构的粘接方面,也对环氧结构胶有较高的性能要求;现代建筑工程也经常用到高强度、高耐久的环氧结构胶。
在航空产品应用中,胶黏剂不仅要受到拉力与剪切力作用,有时还会受到线应力作用。因此对胶黏剂来讲它应该有好的抗线应力的能力。测定胶黏剂抗线应力的能力的大小,主要采用剥离试验来测定它的剥离强度,其强度用每单位宽度的胶面上所能承受最大载荷来表示。
胶黏剂的力学性能对剥离强度有决定性的影响。不同胶黏剂,由于它的模量、伸强度与断裂伸长率等不同,那么他们在剥离过程中的应力分布及应力集中情况也不相同。为了寻求一种剥离强度高的胶,希望降低它们的应力集中程度,那么就要加入增韧剂组分,以降低它的模量,增加胶是伸长率。但这样一来,由于模量的降低,又使胶黏剂的内聚强度降低了。有时还经常遇到这种情况,当热固化胶黏剂的交联密度增加,即模量增加时,在一定范围内,它的剥离强度呈上升趋势,但达到一定模量后,反而使剥离强度迅速降低。从上看出增韧与提高内聚强度是研究抗剥离胶的一对矛盾,如能恰到好处的搭配,那就会出现理想的高剥离强度。
研究表明,随着环氧树脂体系韧性的增加,可以缓解固化物的应力集中,从而提高树脂的剥离强度。未增韧体系在剥离开始时,剥离力出现一个峰值,但在裂纹开始形成后,破坏面就迅速向前扩展。而增韧后体系在剥离开始时,剥离力迅速增大到一个峰值,裂纹开始扩展,但是由于分相的增韧剂的存在,裂纹的扩展经过一个很小的距离后就停止了,此时剥离力又开始增大,而当剥离力增大到一个新的高峰时,裂纹又重新增长,这样反复的进行,出现了“铁道”状的破坏断面。
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