多异氰酸酯表面处理对木塑复合材胶接耐水性的影响

采用多异氰酸酯对聚乙烯木塑复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。利用胶接强度和接触角测试以及SEM、FTIR、XPS等分析方法研究了表面处理对木塑复合材料胶接接头耐水性能的影响。试验结果表明,经打磨并采用多异氰酸酯表面处理后,复合材料的胶接强度和耐水性明显提高。水浸环境下,短期内异氰酸酯处理的木塑复合材料表面变化不大;长期水浸下复合材料的表面逐渐出现微裂纹,表面性质发生改变,胶接强度下降。聚乙烯木塑复合材料中木质纤维的吸水膨胀,是造成水环境下胶接强度下降的主要原因。     

硅烷偶联剂处理木塑复合材胶接接头的耐水性

利用硅烷偶联剂KH560对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。利用接触角、吸水量、表面形貌以及胶接强度测试等分析方法,研究了硅烷偶联剂处理聚乙烯木塑复合材料胶接接头在水环境中的胶接耐久性能。试验结果表明,机械打磨并偶联剂处理后,聚乙烯木塑复合材表面接触角增加,表面粗糙度增大,胶接强度和耐水性明显提高。偶联剂分子链上环氧基团的"架桥"作用以及甲氧基的憎水作用,是粘接强度和耐水性能提高的主要原因。浸水环境下,聚乙烯木塑复合材料表面粗糙度略有降低;随着浸水时间的延长,表面接触角下降,胶接接头的吸水量增加,胶接强度下降。水环境下聚乙烯木塑复合材料中木质纤维成分的吸水膨胀,是造成胶接强度下降的主要原因。     

水对液相氧化处理聚乙烯木塑复合材胶接性能的影响

采用液相氧化方法对木粉/聚乙烯木塑复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。研究了氧化处理后木塑复合材料胶接接头的耐水性,并利用接触角测试、SEM、FT-IR等分析手段,探讨了木塑复合材料胶接接头在水环境下的老化失效原因。结果表明,未处理的聚乙烯木塑复合材料难以胶接,经过液相氧化处理后,不但可以提高聚乙烯木塑复合材料的胶接强度,还可改善木塑复合材料胶接接头的耐水性。在水的作用下,液相氧化处理聚乙烯木塑复合材的表面结构会发生改变,复合材料中木质纤维的吸水膨胀也会导致材料表面出现裂纹,致使胶接接头失效。     

偶联剂与等离子体协同表面处理对聚乙烯木塑复合材胶接性能的影响

采用硅烷偶联剂涂覆与等离子体协同处理的方法,对聚乙烯木塑复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。研究了硅烷偶联剂浓度、等离子体处理时间、等离子体喷头距试件的处理距离对胶接强度的影响,优化了协同处理工艺。利用接触角测试、红外光谱分析研究了协同表面处理前后材料的表面性质变化,并对胶接接头的耐水性能进行了测试。结果表明:利用偶联剂涂覆和等离子体的协同处理,可以既提高胶接强度,又改善胶接接头的耐水性能。协同处理受偶联剂涂覆和等离子体处理的工艺因素影响较大,选取的优选处理工艺为偶联剂浓度为5%、等离子体处理时间为30s、处理距离为30mm。     

钛合金胶接接头耐水性的研究

本文介绍了几种表面处理方法对钛合金胶接性能的影响，并讨论了钛合金胶接接头的耐水性能。     

可剥布表面处理对复材胶接质量的影响

复合材料的胶接质量取决于多种物理和化学因素,主要与可剥布的成分、胶接面微观形态、环境湿度等因素息息相关。为研究可剥布处理后复材表面形貌特征和表面自由能对胶接质量的影响,通过扫描电子显微镜、表面张力仪等检测手段,建立了复合材料表面特性与断裂韧性之间的关系。结论表明表面清洁度对胶接质量有直接影响,而表面自由能对胶接质量的影响尚未得到证实。     

木塑复合材料的胶接技术研究进展

介绍了木塑复合材料的概念与特点,提出了木塑复合材料胶接技术所面临的主要问题,综述了国内外改善木塑复合材料胶接性能的研究现状,总结了胶种优选、表面处理等改善木塑复合材料胶接性能的措施,简述了预测木塑复合材料胶接强度的无损检测手段,展望了木塑复合材料胶接技术研究的发展方向。     

胶接接头的耐久性

胶牿剂正日益广泛地应用于工程结构的粘接。但经常遇到的一个问题是,当接头露置于正常使用的环境下时,粘接构件的机械性能可能迅速恶化。可惜对胶接专家来说,对胶接接头最有害的环境是水,本文讨论了结构胶接接头经受潮湿气候时的耐久性。还述及了有关玻璃一玻璃,铝一铝接头这两个近期的实际问题。理论方面依次从两个方面进行探讨,即,①热力学;②连续断裂力学。     

水环境对热熔胶胶接木粉/聚乙烯复合材性能影响的研究

通过万能力学试验机实验,研究了双组分丙烯酸酯胶粘剂、EVA、YEVA、PA以及PUR等5种胶粘剂胶接木粉/聚乙烯复合材的胶接性能,以及EVA、YEVA、PA和PUR 4种热熔胶胶接木粉/聚乙烯复合材的胶接耐水性能。实验结果表明,EVA、YEVA和PUR热熔胶胶接强度要好于双组分丙烯酸酯胶粘剂,且4种热熔胶的胶接耐水性能都好于双组分丙烯酸酯胶粘剂;PA热熔胶胶接强度随浸水时间延长下降最明显。     

胶层局部缺陷对胶接接头承载能力的影响研究

针对汽车车身中应用日益广泛的钢板胶接结构,通过实验得到了不同胶层局部缺陷对接头承载能力的影响规律,进而采用接头的三维弹塑性有限元模型,解释了实验结果,并提出了接头承载危险系数(K)的概念。研究结果表明,胶层为四角缺陷时,接头处的危险系数随缺陷面积的增加而增大(从0.66增加到0.91),接头的断裂强度由8640N降低到8121N;胶层为中央缺陷时,接头处的危险系数随中央缺陷面积的增加增幅较小,接头承载能力基本不变。     

胶厚对钛合金-复合材料接头胶接性能的影响

采用钛合金与芳纶纤维复合材料制备了不同胶层厚度的单搭接接头。利用DIC与万能试验机对接头进行了拉伸-剪切性能测试,研究了不同胶层厚度异质材料的接头胶接性能、应变场与破坏模式的变化规律,分析了在拉伸载荷下,不同胶层厚度接头的失效特点。结果表明,当胶层厚度由0. 2 mm增加至1. 2 mm时,接头极限载荷由6. 13k N降低至5. 89 k N,损伤后剩余强度降低,薄胶层接头出现渐进失效;复合材料端头高剥离与拉伸应变区域面积增加,厚胶层与被胶接件一同变形,导致接头提前失效;钛合金-胶层界面破坏模式增多,芳纶纤维复合材料层间破坏模式减少;接头在发生复合材料层间破坏后,仍能够保持较高的剩余强度,当钛合金-胶层界面遭到破坏后,易整体失效。     

固化工艺对胶接接头冲击性能的影响

研究了固化温度、时间等固化工艺参数对结构钢／环氧胶接接头冲击韧度的影响。结果表明,固化温度从60℃增加到120℃时,冲击韧度值变化显著：当固化时间为1h时,结构钢胶接接头的冲击韧度先随固化温度的提高而有所上升,在90℃时达到最大值,其后随温升而降低;当固化时间为2h时,随固化温度提高冲击韧度出现两个峰值。研究还发现,在研究所采取的工艺条件下,被粘物的待胶接表面经粗细不同的砂纸打磨处理后,冲击性能有一定差异,粗砂纸打磨引起接头冲击韧度实验结果的离散度增大。     

胶层尺寸对单搭胶接接头性能的影响研究

针对汽车车身中应用日益广泛的钢板胶接结构,通过试验得到了不同胶层尺寸对胶接接头承载能力的影响规律,建立了钢板单搭接头的三维弹塑性有限元模型,分析了胶层尺寸对胶接接头应力分布的影响.研究结果表明:随着胶层厚度的增加,胶接件的承载能力呈先升后降的趋势,合理的胶层厚度应为0.3-0.5 mm;无论胶层厚度为多少,增加搭接区域胶层的长度或宽度.均会提高胶接件的承载能力.     

硅基组合物对PE／EVA基木塑复合材阻燃性能的影响

利用水玻璃作为无机硅对木粉进行表面阻燃处理,同时利用硅橡胶作为有机硅对木塑复合材料进行阻燃。结果表明：含有经过水玻璃处理木粉的WPC较含未处理木粉的WPC的氧指数明显提高,而体系的热稳定性提高较少。加入硅橡胶后,体系的稳定性和残炭（余）量明显提高;同时在相同处理木粉含量的WPC中,氧指数随着硅橡胶的含量的增加先降后增。SEM和表面显微分析表明处理后的木粉被硅酸钠所包覆,能有效地对木粉进行阻燃;硅橡胶高温分解生成二氧化硅层,有效地提高了体系的氧指数。     

复材/复材二次胶接胶接质量及强度影响因素研究

通过不同尺寸的高温结构胶-双马基碳纤维层压板的二次胶接试验,对二次胶接过程中影响胶接内部质量和胶接强度的因素进行了分析。结果表明,在胶接反应过程中,复材板与复材板之间的实际配合间隙大于复材板制造的叠合公差,准确测量配合间隙及适当进行胶膜补充是提高胶接质量的重要保障,通过模拟胶接过程来测量配合间隙可行。对大尺寸胶接界面,通过提高胶膜的流动性能够提高胶接质量,但却降低了胶接强度。胶接强度随胶膜厚度增加而增加,但达到极值后随胶层厚度的增加而减小。     

异氰酸酯对木塑力学性能与疏水性的影响

将木粉表面的羟基分别与异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)反应,再与聚乙烯(PE)通过挤出混合,挤出成型制备出了不同处理效果的木塑复合材料(WPC)。在不同种类和不同浓度的条件下,异氰酸酯改性木粉对木塑复合材料(WPC)的力学性能以及吸水率具有不同的影响。红外光谱(FTIR)和接触角测试表明,异氰酸酯成功接枝到木粉上。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察木粉与聚乙烯(PE)的相容性变化,通过微机控制电子万能试验机测试不同处理条件下的木塑复合材料力学性能,并参照GB/T 1462—2005计算了木塑吸水率。结果表明,在质量比为TDI∶木粉=5∶100条件下,木塑的力学性能和疏水效果最佳,拉伸强度达到27.8±0.7 MPa,浸入水中48 h吸水率达到0.45%。     

胶粘剂弹性模量对折曲胶接接头应力分布的影响

通过ANSYS有限元软件建立了折曲胶接接头的弹塑性有限元模型,考察了胶粘剂的力学性能参数弹性模量对其应力分布的影响。研究结果表明:四种不同的胶粘剂,其弹性模量越大,胶层中各应力的峰值越大,搭接区被粘物剥离应力峰值逐渐呈现出上升的趋势;当胶粘剂弹性模量为50 MPa时,被粘物的各应力分量存在较大的应力尖角(应力集中现象)。     

斜削对折曲胶接接头的应力分布影响

采用弹塑性有限元法,研究了被粘物自由端外侧、内侧斜削角度对铝合金单搭接折曲接头中应力分布的影响。结果表明:被粘物自由端经外斜削处理后,胶层中间段的各应力分布无明显变化;外斜削角度越大,剥离应力峰值越高;被粘物自由端经内斜削处理后,内斜削角度越小,胶层端部的轴向应力峰值、剪切应力峰值越小,但剥离应力峰值越大。综合考虑胶层中部的应力分布情况,选择内斜削角度为5°时较适宜。     

环氧结构胶固化工艺对胶接接头性能的影响

以XH-11环氧结构胶为研究对象,采用正交试验法进行多因素试验设计,研究了固化温度、固化时间、晾置时间、表面粗糙度等因素对金属胶接接头拉伸剪切强度和冲击强度的影响,得出了最佳固化条件,并通过数据统计分析得到影响因素为自变量的力学性能回归方程,为胶接接头的强度预测提供参考.     

磷化处理对金属胶接接头拉剪强度的影响

以结构钢为研究对象,对常用磷化液的各主要成份对胶接接头拉剪强度的影响进行了研究并进行了优化,结果指出,采用本文的磷化液对被粘件进行表面处理,可使胶接接头的拉剪强度在现有常规处理工艺的基础上得到一定程度的提高。