復合材料粘結劑的種類及性能
對粘結劑的要求有:1、高溫環境下的強度較高;2、在潮濕、高濕和化學腐蝕嚴重環境下的有效使用期長;3、耐沖擊強度較高;4、耐動態應力腐蝕的能力較強;5、固化速度盡可能快。優點有:1、粘結處或接頭上的孔的橫斷面上的承載強度不降低;2、粘結劑除起粘結作用外,還起著填補被粘結構件之間的容許極限以及密封的作用;3、不產生局部應力集中;4、疲勞強度很高。
一般地說,用于復合材料的結構粘結劑,有分別以環氧樹脂、聚氨酯樹脂和丙烯酸酯樹脂為基礎的三大類,以及他們之間組合的粘結劑。它們的性能和工藝要求不同,取決于各自的化學性、配方等。第二種分類法也分為3類:環氧基粘結劑、聚氨酯基粘結劑和工程粘結劑。第三種分類法則分為5類:酚醛粘結劑、環氧粘結劑(單、雙組份)、雙組份丙烯酸酯粘結劑、結構雙組份聚氨酯(PU)粘接劑、彈性粘結劑;各類的典型機械性能見表1。三大類粘結劑的典型性能如下:
表1 復合材料結構粘結劑的典型性能[1]
|
粘結劑 |
酚 醛 |
單、雙組份環氧 |
雙組份丙烯酸酯 |
結構雙組份聚氨酯 |
彈 性 |
|
拉伸模量(MPa) |
800~2000 |
100~700 |
100~800 |
90~300 |
5~50 |
|
搭接剪切強度(MPa) |
28~40 |
10~26 |
10~24 |
9~20 |
2~5 |
|
斷裂延伸率(%) |
0~5 |
3~60 |
10~80 |
10~95 |
290~390 |
注:[1]表內的數據系根據圖表測算的粗略值,欠精確來源:參考資料[1]
環氧基粘結劑:1、對復合材料、熱固性塑料和金屬粘結性極好;2、強度和彈性都很高;3、撓度高;4、固化過程收縮性小。分為單、雙組份兩種。單組份環氧粘結劑要求熱固化,應用條件要求很嚴,分為糊狀和粘結膜兩種。
聚氨酯基粘結劑:1、對絕大部分復合材料和塑料的粘結性極好;2、對金屬的粘結性好;3、機械性能從剛性到撓性;4、持久性好;5、加工過程中對潮濕敏感;6、固化速度的范圍廣。
丙烯酸基粘結劑:1、對復合材料和熱固性塑料的粘結性極好;2、對金屬的粘結性好;4、允許被粘結件進行較差的預處理;5、高強度與高韌性的佳結合;6、耐化學性好,有效使用期長;7、固化速度快;8、惡臭;9、固化過程中收縮性較高。










































