改性环氧树脂光固化速粘胶的粘接应用研究

采用玻璃纤维布/光固化胶粘剂复合材料补片,实现对铝合金片的快速粘接与固化。考察了国产UV胶粘剂预聚物和进口UV胶的粘接性能、耐温性能以及粘接强度随胶粘剂相对分子质量及其分布的变化规律。结果表明:进口光固化胶/玻璃纤维布复合材料补片与铝合金片的剪切强度在14.5～23.1MPa之间,国产光固化胶体系剪切强度在11.3～16.6MPa之间,两者均高于铆接强度(10.3MPa);作为胶粘剂基体树脂,相对分子质量分布越宽越有利于粘接强度的提高;此外,-40℃低温与100℃高温对体系粘接强度的影响很小(不超过10%)。     

紫外光（UV）固化胶黏剂收缩率与强度的研究

UV胶黏剂的固化收缩率与固化后的残留应力乃至粘接强度有着密切关系。对比UV胶黏剂中不同丙烯酸单体、几种低聚物和阳离子单体的收缩率和相应的粘接强度。讨论了单体和树脂类型对收缩率和粘接强度的影响。介绍了以低收缩丙烯酸酯树脂和阳离子树脂为主体树脂,以低收缩单体为稀释剂、配合填料和适当增强剂制备出混合型UV胶黏剂。该胶黏剂粘接强度和耐久性好,其固化收缩率为3．5％,远低于普通自由基型UV胶黏剂。经湿热老化试验后,粘接强度保持率仍保持在80％。     

ABS透明塑料低表面能基材粘接优化设计

介绍了ABS透明塑料基材的特性,测试出ABS透明塑料基材的表面能,针对ABS基材表面特性,分析了粘接过程中使用市售双组份胶黏剂粘接出现的问题,阐述了紫外光固化胶黏剂的优点,从ABS基材粘接用胶黏剂的选型、配方的研制、基材表面处理、涂布与粘接工艺、固化等方面进行优化设计。实验证明:采用自制的、无需配制的、直接使用的紫外光和热双重固化的胶黏剂,且预聚物和稀释剂配比保持在52∶43,光引发剂含量为3%,热引发剂含量为1. 5%,其表面能比市售胶黏剂降低了11 m N/m,其粘接强度最佳,通过基材处理、改善粘接工艺,完善固化条件,克服氧阻聚,提高固化度等,使ABS透明塑料基材粘接强度达到18 MPa以上。     

机械表面处理铝合金粘接用环氧胶黏剂的制备与性能研究

采用聚酯丙烯酸酯树脂增韧改性E-51型环氧树脂,以600#聚酰胺树脂为固化剂,合成了一种可室温固化的环氧树脂胶黏剂。研究了增韧剂用量对改性环氧树脂的固化温度、粘接性能以及固化物断裂表面形貌的影响,并通过XPS分析了铝合金粘接界面表面化学键的变化。研究结果表明:当增韧剂含量为15份时,这种环氧树脂胶黏剂对机械表面处理铝合金的粘接性能最好,剥离强度达到6.96N/cm,剪切强度为17.55MPa。     

室温固化环氧树脂结构胶的研制及性能研究

采用硫脲与1,6-己二胺化学反应,合成了一种高活性环氧树脂固化剂,制备了可室温快速固化的环氧树脂结构胶,并分析了其预热温度对凝胶时间、预热时间和固化温度对钢-钢剪切拉伸强度的影响。实验结果表明:环氧树脂胶液在预热温度为23～27℃时,出现凝胶状态的时间较短(为14～18min),此状态下的胶体所粘接的试样在室温下固化均可达到较高的钢-钢剪切拉伸强度,并且固化温度越高,钢-钢剪切拉伸强度越大,当固化温度为40℃时,钢-钢剪切拉伸强度可达105.8MPa。     

一种耐高温高韧性环氧胶粘剂性能研究

为了进一步提高环氧胶粘剂的高温粘接强度和韧性,采用了一种新型固化剂DAMP与环氧胶粘剂配合使用,其结构中的脂肪环和醚链赋予环氧胶粘剂体系(DPE51胶)优异的耐高温性能和韧性。经测试,DPE51胶的固化放热峰在40℃左右,能够实现室温固化,室温下的凝胶时间达3h以上。固化物起始热分解温度达360℃,最大热失重速率对应温度为385℃,具有优异的耐热性能。室温拉剪强度达12MPa以上,150℃和200℃下的拉剪强度均保持在1.5MPa以上。DPE51胶的拉伸强度均在10MPa以上,断裂伸长率达到72%以上,在-40℃下,DPE51胶的断裂伸长率仍保持为3.9%,韧性优异。DPE51胶是一种高温粘接性能和韧性俱佳的高性能胶粘剂,有望在航空航天领域得到应用。     

SBS/丙烯酸酯紫外光固化压敏胶的结构与固化过程

对由SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物)和丙烯酸酯类单体组成的胶液进行紫外光(UV)辐照固化,制备压敏胶(PSA)。采用UV-DSC(差示扫描量热法)、FT-IR(红外光谱)等检测手段对UV固化胶液的聚合反应过程、PSA的结构进行了表征和分析,并提出了简单的结构模型。结果表明:胶液中的丙烯酸酯类单体发生自由基聚合反应,并与SBS发生接枝和交联反应,形成半互穿聚合物网络(semi-IPN)结构;固化后PSA的交联程度随SBS用量的增加而增大;当w(SBS)=5%时,PSA的凝胶含量可达到46%;在UV辐照下,SBS/丙烯酸酯胶液的反应速率随UV辐照强度或光引发剂用量的增加而增大,固化反应在80s内已基本完成。     

复合材料粘接用环氧树脂胶黏剂的制备与性能

采用有机硅液体橡胶增韧改性E-51型环氧树脂,以200#聚酰胺树脂为固化剂,合成了一种可室温固化的环氧树脂胶黏剂。研究了增韧剂用量对改性环氧树脂的黏度、粘接性能、固化温度、玻璃化转变温度以及固化物表面形貌的影响。研究结果表明当增韧剂含量为5份时,这种环氧树脂胶黏剂对复合材料粘接性能最好,其中对碳/环氧复合材料、碳/双马复合材料和环氧玻璃钢复合材料等复合材料的粘接强度均超过20MPa,并可达到材料破坏的程度。     

高性能航空KH-CL-RTV-2型硅橡胶胶粘剂的粘接工艺研究

以高性能航空KH-CL-RTV-2型硅橡胶作为胶粘剂,采用单因素试验法着重考察了固化工艺、稀释剂用量、金属基材、单双面喷胶、胶层厚度和填料等因素对胶粘剂粘接强度的影响,从而优选出胶接件的最佳施胶工艺;最后利用硅橡胶黏度-时间曲线对胶接件的固化过程进行了验证和解释。研究结果表明:稀释剂环己烷用量对胶接件的粘接强度无影响;胶接件的最佳施胶工艺是双面喷胶、胶层厚度为0.50 mm、被粘基材为除油打磨处理后的铝合金、固化温度为50℃和固化时间为36 h,此时胶接件的粘接强度(为3.04 MPa)相对较大。     

喷涂型汽车油箱点焊密封胶的研制

从油箱喷塑固化工艺条件出发,以环氧树脂(EP)和小分子聚酰胺为主要原料,制备了两种不同配方的汽车油箱用点焊密封胶。测试了点焊胶在90#汽油和0#柴油中的耐油性和粘接强度,并对三种不同连接接头(胶接、点焊、胶焊)的粘接强度进行了对比和分析。结果表明:点焊胶的固化工艺与汽车镀锌板类油箱表面漆层的固化工艺相同,故不必增加点焊胶的固化设备和工序;两种点焊胶具有较好的粘接性能,其T型剥离强度分别为89.0kN/m和92.0kN/m,拉伸剪切强度分别为13.3MPa和12.9MPa;两种点焊胶在90#汽油和0#柴油中浸泡360d后,试样的粘接强度降幅不明显,说明其具有一定程度的耐油性;将两种点焊胶用于汽车油箱的密封中,既具有良好的粘接密封性能,又解决了镀锌板类油箱渗漏油等问题。     

建筑模板用聚乙烯基木塑复合材料的制备及其性能

以聚乙烯为基体,分别与木片、木质纤维、木质纤维粉制备了聚乙烯基木塑复合材料。分别利用液体石蜡、甲基丙烯酸甲酯、NaOH乙醇溶液、邻苯二甲酸酐乙醇溶液、H2O2乙醇溶液对木片、木质纤维、木质纤维粉进行预处理,并考察了相应木塑复合材料的拉伸强度和胶合强度。结果表明:邻苯二甲酸酐乙醇溶液和H2O2乙醇溶液对木材表面改性处理效果较为明显,相应的木塑复合材料的拉伸强度和胶合强度也更高;与木质纤维粉和木片相比,木质纤维与聚乙烯具有更好的相容性;当木质纤维质量分数为30%时,采用H2O2乙醇溶液预处理后,木塑复合材料的拉伸强度为28.2 MPa,胶合强度为8.68 MPa;利用邻苯二甲酸酐乙醇溶液预处理后,木塑复合材料的拉伸强度为26.7 MPa,胶合强度为7.92 MPa。     

白炭黑原位填充的改性室温硫化硅橡胶胶黏剂

采用原位填充白炭黑与甲基丙烯酸(酯)改性相结合的方法制备了室温硫化(RTV)硅橡胶胶黏剂,用红外光谱与凝胶渗透色谱表征了RTV硅橡胶的结构及其胶黏剂的相对分子质量,用扫描电子显微镜分析了白炭黑的分散性,并考察了胶黏剂对金属铝黏接性能的影响因素。结果表明,RTV硅橡胶、甲基丙烯酸(酯)与白炭黑形成了共聚物;随着白炭黑含量的增加,胶黏剂的相对分子质量分布变宽;当偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷/正钛酸四丁酯(质量比3)质量分数为1.5%,白炭黑质量分数为1.5%,交联剂原硅酸四乙酯及催化剂二月桂酸二丁基锡的质量分数分别为1.0%,0.1%时,胶黏剂粘接铝的最大剪切强度可达到5.64MPa。     

基于膨润土的脲醛树脂填料的开发与性能研究

比较了面粉、膨润土及其用量对脲醛(UF)树脂胶粘剂的pH值、固含量、固化时间和胶合强度的影响,探讨了膨润土用作胶粘剂填料的可行性。研究结果表明:随着膨润土用量的增加,UF树脂胶粘剂的pH值、固化时间和固含量呈递增趋势,游离甲醛含量明显下降;随着面粉用量的增加,UF树脂胶粘剂的固含量和固化时间呈递增趋势(但增幅比膨润土体系小),pH值有所降低;用添加膨润土的UF树脂胶粘剂生产的胶合板,当w(膨润土)≤20%、施胶量为280～300 g/m2时,胶合板的湿态胶合强度(1.69 MPa)比面粉体系(1.53 MPa)和纯UF树脂胶粘剂体系(1.09 MPa)的高,其湿态胶合强度能达到GB 9 846-1988的标准,而干态胶合强度则远高于GB 9 846-1988标准。     

A novel approach toward the effect of seal process parameters on final seal strength and microstructure of LLDPE

The optimization of heat-sealing process parameters, including time, temperature, and pressure, was performed on a monolayer linear low-density polyethylene (LLDPE) film. The seal properties examined for each process condition were: seal initiation temperature (T_si), plateau initiation temperature (T_pi), final plateau temperature (T_pf), plateau seal strength (SS_p), and failure mode. Increasing dwell time enhanced seal strength. However, it was found that the rate of this enhancement is different for each interval of dwell time. A narrow temperature plateau was observed for dwell times lower than 0.4?s and higher than 2?s, while in between a broad temperature window was observed. The pressure shows its influence up to the stage of wetting. And after providing the intimate contact between two film layers, additional increase in pressure does not enhance seal strength significantly. A 3D mapping of process safety zone was introduced for seal strength in the range of heat seal process variables for the very first time. The analysis of this 3D representation revealed that seal strength has a linear correlation with the square root of dwell time. In addition, the interfacial bond strength was shown to be proportional to the fraction of melted crystals. It was found that this fraction is determined by dwell time and temperature. Topography and morphology of surfaces after peeling revealed enlargement of fibrillar morphology to taller failure fracture complex shapes. Extensive roughness analysis on film surfaces after peeling found the much rougher surfaces after breakage of strong bonding.     

复合金属板用高强度耐腐蚀聚酯型热熔胶的研制

按照m[氯乙烯醋酸乙烯酯(VC-VAc)]∶m[二月桂酸二丁基锡(DBTDL)]∶m[邻苯二甲酸二丁酯(DBP)]∶m(硬脂酸钙)=50∶3∶4∶1比例配制复合氯醋树脂,然后以此作为聚酯热熔胶的改性剂。结果表明:当w(复合氯醋树脂)=30%(相对于热熔胶而言)时,改性热熔胶的粘接强度为7.6 MPa,Tg提高到91.2℃;改性热熔胶在10%醋酸或40%NaOH溶液中浸泡48 h后未发生剥离现象,其最大粘接强度分别为6.68 MPa和6.39 MPa;经5%NaCl喷雾24 h或10%Na2CO3溶液浸泡48 h后,其性能最接近未浸泡试样;该高性能热熔胶适用于双金属板的热复合。     

Bond strength of hybrid sol–gel coatings with different additives

The hybrid sol–gel coating on Al 2024-T3 was modified by adding polyaniline, TiO₂, or γ-Al₂O₃ nanoparticles in the formulation separately. The coating was then used as an adhesive to bond Al 2024-T3 alloys, forming a single lap joint. The bond strength of the sol–gel coating was investigated using a universal tensile test machine. The lap shear strength of the original sol–gel coating was about 1.38 MPa and it was increased up to 2.26 MPa after the modification by adding 0.05 wt% PANI microparticles in the sol–gel coating. The small increase in strength was attributed to an improvement in its adhesive flexibility because of incorporation of the long-chain organic polymer in its structure. Furthermore, the addition of different amounts of TiO₂ nanoparticles in the unmodified sol–gel coating also led to an increase in shear strength compared to the undoped sol–gel coating. Typically, a sol–gel coating containing 2.0 wt% of TiO₂ recorded the highest adhesive strength of about 4.0 MPa. A similar increase in strength was observed when doping γ-Al₂O₃ nanoparticles into the original hybrid sol–gel coating. Adding 0.5 wt% of γ-Al₂O₃ in the sol–gel coating increased the adhesive bonding strength up to 4.48 MPa. The fracture surface of the specimen was separately observed by SEM and Optical Microscopy in order to examine potential evidences of mechanism and nature of failure. The reason why the adhesive strength increased after the modification of the sol–gel coating is discussed in this article.     

铅酸蓄电池用密封胶的配比对性能的影响

以改性环氧树脂(EP)与改性芳香胺固化剂为原料制备铅酸蓄电池极柱灌封用密封胶,着重研究了改性EP与固化剂的配比对胶粘剂性能的影响。实验结果表明,改性EP与固化剂配比对胶粘剂的初步固化时间、热变形温度、剪切强度和拉伸强度的影响显著;3种配比的胶粘剂耐酸碱性能均较好;当m(改性EP)∶m(固化剂)=100∶50时胶粘剂的综合性能最优,其初步固化时间为6 h、热变形温度为97℃、拉伸强度为72 MPa、剪切强度为3.56 MPa且对ABS的粘接达到材料破坏的程度。该胶粘剂室温固化具有一定的适用期,并具有良好的粘接性能、耐久性能和耐酸性能,可以满足蓄电池极柱灌封和粘接的技术要求。     

酚醛改性脂肪胺环氧树脂固化剂的性能研究

用酚醛改性脂肪胺(乙二胺、二乙烯三胺)与聚醚胺作为混合固化剂固化环氧树脂,研究了聚醚胺的用量对环氧树脂凝胶时间、冲击韧性以及粘接性能的影响;并通过测试钢-钢拉剪强度研究了此结构胶粘剂的耐湿热老化性能。实验结果表明,随着聚醚胺用量的增加,环氧树脂固化体系的凝胶时间增长,树脂浇铸体的冲击韧性明显提高,粘接强度先提高再降低,最高值达到16.2 MPa;随着湿热老化时间的增加,环氧树脂固化体系的粘接性能逐渐降低。     

煤气化粗渣-粉煤灰基地质聚合物的制备与性能

煤气化渣与粉煤灰均为煤炭资源利用过程中产生的固体废弃物,可以应用在碱激发领域。从煤气化粗渣的性质入手,采用粉煤灰对煤气化粗渣进行改性,利用碱激发技术制备了煤气化粗渣-粉煤灰基地质聚合物,并对所制备产物的性能进行研究。结果表明,在体系中掺入粉煤灰可以明显改善其力学性能,当粉煤灰掺入量为30%(质量分数)时,样品的28 d抗压强度最高,达到44.5 MPa。此外,通过对样品进行物相分析与微观形貌表征发现,样品的无定形产物主要为N(C)-A-S-H凝胶,它能够结成相互连接的空间网状结构,具有较强的黏结能力,这是样品材料具有较高强度的主要原因。     

Fabrication of laminated SiCw/SiC ceramic composites by CVI

Laminated SiC_w/SiC ceramic composites were prepared by chemical vapor infiltration (CVI) and tape casting, and the advantages of this method were investigated. The results showed that this method can increase strength of the composites by reducing the damage of SiC whiskers and increasing their volume fraction, and increase toughness of the composites by controlling the interfacial bonding between whiskers and matrix and inter-laminar bonding between layers. The volume fraction of whiskers reached 40 vol.%, and the flexural strength, tensile strength and fracture toughness were 315 MPa, 158 MPa and 8.02 MPa m^1/2, respectively. Interfacial and interlaminar crack deflection and bridging were observed.