机械疲劳对单组分有机硅结构密封胶力学性能的影响

通过机械疲劳试验,研究了单组分有机硅结构密封胶的力学性能随机械疲劳次数、应变幅度的变化。结果表明结构胶疲劳过程中的拉伸载荷在不同应变幅度时的变化趋势相同,均在第2次循环拉伸时出现明显下降,而后开始回升并达到一个最大值,超过一定范围后继续增加疲劳次数,拉伸载荷又开始缓慢下降,但载荷值变化的速度随应变幅度的增大而加快;当应变幅度为±12.5%时,结构胶的拉伸粘接强度在机械循环处理3万次~5万次时略有下降,5万次后强度又回升到初始值,10万次~180万次之间逐渐下降。结构胶最大拉伸强度时的伸长率在不同应变幅度下有着相似的变化趋势:先升再降,后再次上升最后下降,且随着应变幅度的增大,这种趋势变化由缓到急;结构胶经机械疲劳后的断裂位置会偏向基材一侧,且会产生一定程度的界面粘接破坏;取各应变幅度下不同疲劳次数后的粘接强度平均值,对机械疲劳次数作图并对曲线进行拟合可得结构胶拉伸粘接强度与机械循环次数的关系y=-0.0206x+1.0218,可预测一定机械疲劳次数时对应的拉伸粘接强度。     

湿热环境对铝合金接头性能的影响

选择单搭接接头,研究高铁车窗使用胶粘剂的耐候性,分别进行不同循环老化周期耐候性试验,研究不同老化周期对粘接性能的影响。通过对老化前后粘接接头准静态拉伸试验,确定其衰减比率和失效模式,并使用扫描电镜对失效接头断面进行表征。最后使用最小二乘法拟合出剩余强度与老化周期之间的关系曲线。研究结果表明:随着老化时间的增加,粘接强度退化明显,说明环境因素对粘接强度产生巨大影响。     

有机硅密封胶粘接结构的拉伸疲劳及棘轮效应研究

为了研究有机硅密封胶(DB527)粘接的对接试件在单轴拉伸循环载荷作用下的疲劳性能和棘轮效应,分别分析了应力幅值、平均应力和不同加载历史对粘接试件的棘轮应变、棘轮应变率以及疲劳寿命的影响。研究结果表明:应力幅值变化对粘接结构的疲劳寿命和棘轮应变影响很大,随着应力幅值增大,滞环面积增加,稳定阶段棘轮应变随之增加,棘轮应变率也增加;而且粘接材料随着应力幅值的增加出现循环软化现象。在不同的平均应力情况下,随着平均应力的增加,应力-应变曲线变宽,棘轮应变也明显增加,棘轮应变率呈S形的增长趋势。两种情况下粘接结构的疲劳寿命,都随之增加而下降。     

运动训练器材用碳纤维复合材料的湿热老化行为研究

采用真空辅助成型的方法制备运动训练器材碳纤维复合材料层合板,研究了40℃和60℃的湿热老化环境下碳纤维复合材料的吸湿率、拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和剪切强度变化,并观察了不同老化条件下的拉伸断口形貌。结果表明,温度越高,运动训练器材碳纤维复合材料的平衡吸湿率、线性段斜率和扩散系数越大。当湿热老化温度为40℃和60℃时,随着老化时间延长,碳纤维复合材料的拉伸强度、弯曲强度都先增后减,分别在老化时间为14d和7d时取得最大值。当湿热老化温度为40℃和60℃时,随着老化时间延长,碳纤维复合材料的压缩强度先增大后减小,在老化时间为35d时取得最大值。当湿热老化温度为40℃时,随着老化时间延长,碳纤维复合材料的剪切强度先增大后减小,在老化时间为7d时取得最大值;当湿热老化温度为60℃时,随着老化时间延长,碳纤维复合材料的剪切强度逐渐减小。碳纤维复合材料在湿热环境下的力学性能变化,主要与温度和湿度共同作用下碳纤维复合材料的增塑和固化有关。     

复合材料胶接修补结构疲劳性能的数值和试验研究

为研究室温下复合材料胶接修补结构的疲劳性能,以三维渐进损伤理论为基础,创建了复合材料胶接修补模型,利用材料损伤判断子程序实现对修补结构的静拉伸失效载荷及剩余强度的预测分析,并进行了相关试验的对比分析。采用5种不同尺寸的圆形补片来评价修补效果,并利用超景深仪对修补试件的疲劳损伤扩展模式进行微观测量。结果表明:静载拉伸中,尺寸为3.5r的修补结构承载能力最好;疲劳循环中,尺寸为2.5r的修补结构剩余强度提升效果最好;疲劳载荷下,当循环次数较低时,修补结构的主要损伤为基体开裂,而随着循环次数的增大,主要损伤为纤维断裂。     

丁腈橡胶疲劳老化性能的影响研究

通过压缩疲劳、拉伸疲劳老化实验研究丁腈橡胶性能在疲劳老化过程的性能变化,结果表明：丁腈橡胶硫化胶经过不同压缩疲劳老化时间后,其硬度值、疲劳温升和永久形变率均在疲劳前期迅速增大,后期增大速率变缓;随着拉伸疲劳次数的增加,硫化胶的总交联密度降低,拉伸强度和断裂伸长率先增加后降低;随着拉伸疲劳次数的增加,σ10/σ0、σ2/σ0的变化规律相似,均呈现为先降低后增高最后趋于恒定的趋势。     

户外暴晒和UVB加速老化对纯HIPS材料性能的影响

本文对纯HIPS在户外暴晒和UVB加速条件下的老化行为进行了对比研究。发现,随着老化时间的增加,HIPS羰基和羟基吸收峰增加,且遵循着相同的老化动力学机理。老化后,纯HIPS的断裂伸长率、冲击强度均显著下降,拉伸强度和弯曲强度逐渐降低,弯曲模量上升。纯HIPS老化后表面发现大量裂纹,UVB短期老化相当于户外长时间暴晒老化的状况。     

TiO2-TDI粒子改性聚氨酯胶粘剂的市场性价比研究

采用TiO₂粒子和二氧化钛-甲苯二异氰酸酯(TiO₂-TDI)粒子对聚氨酯胶粘剂进行了改性处理,研究了不同添加量的改性粒子对聚氨酯胶粘剂硬度、羟基指数、拉伸剪切强度和表面形貌的影响。结果表明,改性聚氨酯胶粘剂的邵氏硬度随着二氧化钛粒子添加量的增加而逐渐增大,而老化1 000 h后,改性聚氨酯胶粘剂的邵氏硬度会随着TiO₂粒子添加量的增加而逐渐减小。随着老化时间从0增加至1 000 h,聚氨酯胶粘剂和改性聚氨酯胶粘剂的羟基指数(CI)都会随着老化时间的延长而逐渐增大,且相同老化时间下,PU+0.4%TiO₂-TDI的CI指数更小、拉伸剪切强度最大,其次为0.4%TiO₂改性聚氨酯胶粘剂。     

材料线膨胀系数对拉伸剪切性能的影响

为了研究被粘接材料的线膨胀系数对胶接件拉伸剪切性能的影响,用改性环氧树脂(EP)胶粘剂粘接不同材料,并对该胶接件进行拉伸剪切强度试验和温度影响试验。研究结果表明,被粘接材料的线膨胀系数不同会导致胶层在热冷变化过程中受到内应力作用而破坏,同时热空气进入胶层会导致胶层氧化变色,致使胶粘剂界面结合强度和胶粘剂自身强度降低;两种被粘接材料的线膨胀系数差异越大,经热冷变化后胶接件的拉伸剪切性能越低;在相同条件下,热冷变化温差越大,胶接件的拉伸剪切性能越低。     

高端LED全彩显示屏用双组分缩合型有机硅灌封胶的研制

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基胶,配合沉淀白炭黑、电子级硅微粉、增塑剂、交联剂、偶联剂和自制增粘剂等,制得LED全彩显示屏用双组分缩合型有机硅灌封胶。研究了A、B组分质量比、增塑剂用量对灌封胶性能的影响;探讨了自制增粘剂用量对灌封胶粘接性能的影响;同时对灌封胶耐热老化性能进行了研究。结果表明,随着B∶A质量比增大,灌封胶的线性收缩率也变大;随着甲基硅油添加量增加,胶料混合后的黏度和硬度不断减小;当自制增粘剂添加量为5.7%时,灌封胶拉伸剪切强度最大,可达0.32 MPa;耐热老化性能研究表明,150℃热老化1 000 h后,硬度增幅为7度,粘接性能良好。     

钛白粉改性聚硫密封胶的研究

聚硫橡胶密封胶用途非常广泛,其对于金属、陶瓷、塑料、木材、水泥等材料都有着教好的粘接强度。钛白粉是聚硫密封胶的常用补强剂,本文研究了钛白粉对聚硫密封胶的硬度、拉伸强度和拉伸剪切强度等性能的影响。结果表明:随着钛白粉含量的增加,聚硫密封胶的硬度和拉伸强度增加,拉伸剪切强度下降。同时研究表明,相同配方的聚硫密封胶对铝合金的粘接强度要比钢高。因此,在密封胶配方选择时需要对基材于实际使用需求进行充分考虑,遵循科学合理的配方,不能盲目的增加补强剂的含量。     

老化条件对汽车玻璃胶粘接性能的影响

通过测定四款单组份聚氨酯汽车玻璃胶与车身油漆板制备的胶接件经过热老化、冷热交变循环老化、Cataplasma老化后的拉伸剪切及刀割剥离,考察不同老化条件对汽车玻璃胶粘接性能的影响。结果表明:老化条件会不同程度的影响汽车玻璃胶的粘接性能,且对比热老化、冷热交变循环老化,Cataplasma老化对汽车玻璃胶的粘接性能影响最大;另外汽车玻璃胶与油漆板基材的匹配性不同,制备的胶接件耐老化能力差异也较大。     

丁腈橡胶耐疲劳性能的研究

通过压缩疲劳和拉伸疲劳试验对丁腈橡胶(NBR)耐疲劳性能进行研究。结果表明:随着压缩疲劳次数增大,硫化胶的硬度、永久变形和温升均在疲劳前期迅速增大,随着压缩时间延长,增速减缓;随着拉伸疲劳次数增大,硫化胶的300%定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率先增大后减小,总交联密度减小,10 min时的应力松弛系数和2 min时的应力松弛系数变化趋势相同,均先减小后增大最后趋于稳定。     

光伏组件用双组分有机硅结构胶的研制

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基料,纳米碳酸钙等为填料,制得光伏组件用双组分有机硅结构胶,并研究了不同混合比例下该结构胶的综合性能。结果表明：随着A组分用量的不断增加,结构胶的硫化时间将逐渐延长;在标准环境下,拉伸强度超过2.20MPa,拉断伸长率大于250%,拉伸粘接强度在1.20MPa以上,具有较好的力学强度和粘接性能。同时,当A组分与B组分质量比为11∶1～13∶1时,结构胶表现出优异的耐老化性,经过双“85”1 500 h加速老化后,结构胶的拉伸强度保持率为75%～81%,拉伸粘接强度保持率为84%～90%,剪切强度保持率为79%～82%,破坏形式为不低于95%的内聚破坏。     

轨道客车用聚硫密封胶加速老化性能研究

对轨道客车用聚硫密封胶进行静载老化、高低温循环交变老化和紫外老化等老化试验,研究聚硫密封胶在不同老化试验前后的拉伸性能和拉伸剪切性能的变化规律。研究结果表明:静载老化主要造成聚硫密封胶粘接界面的破坏,高低温循环交变老化主要造成聚硫密封胶内聚强度的降低,紫外老化主要造成聚硫密封胶表面的破坏。     

核电气动橡胶隔膜材料热老化机械性能研究

核电气动阀门用三元乙丙橡胶(EPDM)和丁腈橡胶(NBR)隔膜材料分别在100℃和150℃下进行不同时间的热老化试验,采用万能试验机、邵氏硬度计、拉伸疲劳试验机、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪对材料拉伸性能、硬度、疲劳性能、微观形貌等进行测试与表征,结果表明:EPDM材料随着老化时间的增加断裂伸长率和断裂强度呈下降趋势,硬度呈缓慢上升趋势。NBR材料在100℃老化下断裂伸长率缓慢下降,断裂强度缓慢增加,硬度缓慢增加;在150℃老化下断裂伸长率和断裂强度急剧下降,硬度呈直线上升趋势。在相同老化时间下,老化温度越高,EPDM和NBR材料的断裂伸长率和断裂强度越小,硬度越大。EPDM和NBR材料的耐疲劳性能随着老化时间和老化温度的增加,均有一定程度的下降,其中NBR材料耐疲劳性能下降较大;红外光谱分析结果表明,随着老化时间的增加,EPDM材料羟基和羰基吸收峰的强度增大,NBR材料吸收峰强度逐渐减小。SEM微观形貌分析显示,EPDM和NBR样品在老化前表面比较平整,随着老化时间增加,样品表面出现较多的堆积物质,老化温度越高,样品表面越粗糙。     

结构胶粘接厚度对建筑幕墙抗形变能力影响分析

隐框式建筑幕墙是当前建筑幕墙设计的主要形式,其结构胶粘接厚度对于幕墙安全性尤为关键,因此分析了结构胶粘接厚度对建筑幕墙抗形变能力影响。根据胶粘剂力学性能中的拉伸弹性模量与剪切模量进行结构胶粘接厚度计算,确定建筑幕墙最佳结构胶粘接厚度,并分析建筑幕墙结构胶变形性能,获取了结构胶拉伸变形同剪切变形的相关性。根据结构胶相关拉伸剪切强度测试标准,利用电子万能测试机进行结构胶粘接厚度对结构胶变形能力的影响测试和结构胶变形对建筑幕墙抗变形能力的影响测试。测试结果显示当结构胶粘接厚度达到最优值后,随着粘接厚度逐渐增加结构胶粘剂拉伸与剪切强度整体表现为逐渐降低状态,而粘接厚度下降则易导致胶粘剂粘接强度下降;结构胶受外力加载条件下产生的变形是建筑幕墙结构变形位移量的20%左右。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的湿热和盐雾稳定性研究

研究了湿热老化和盐雾老化对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜拉伸性能的影响。结果表明,随着湿热老化试验时间的增加,PET薄膜的拉伸强度呈现先增大后减小的趋势,断裂伸长率则呈现先减小、然后增大、再减小的趋势;而随着盐雾试验时间的增加,PET薄膜的拉伸强度和断裂伸长率均逐渐减小。     

开孔T300/YH69层合板在不同应力水平下的疲劳强化行为

开孔的碳纤维增强层合板存在着疲劳后剩余强度提高的现象。通过对[-45,0,45,90]_2S和[0,90]_4S两种铺层的开孔碳纤维增强树脂基(T300/YH69)复合材料层合板进行实验，测定其静强度、疲劳极限和应力-寿命(S-N)曲线。结果表明，静强度分别为440.04 MPa和597.94 MPa,疲劳极限分别达到静强度的80%和86%。对试件施加不同应力水平的循环载荷，在循环次数达到10⁵后测量试件剩余强度，探究不同应力水平的疲劳载荷对剩余强度的影响，发现剩余强度在应力水平较低时无明显变化，在应力水平较高时明显提升，两种铺层结构的剩余强度最大分别为512.7 MPa和712 MPa。提升比例最高分别达到16.51%和19.07%。通过扫描电镜(SEM)发现疲劳试件断口相较于静拉伸试件断口更为整齐，纤维断裂方向更为一致。这是由于疲劳载荷作用下基体产生裂纹使得应力分布更均匀所致。     

G／Epoxy复合材料胶接强度研究

使用G／Epoxy作为底材研究了垫板、结构胶黏剂厚度和底材表面处理对拉伸剪切强度的影响。使用光学显微镜观察了断口形貌。结果表明加垫板能减小试验过程中由于加载偏心引起剥离应力,测试结果较大;结构胶黏剂的厚度和底材表面处理对拉伸剪切强度影响十分明显,随着厚度的增大而减小,经打磨表面裸露出纤维的试样拉伸剪切强度很低。结构胶黏剂厚度较小时以内聚破坏为主,随着厚度的增加破坏模式转变为粘接破坏。