多异氰酸酯涂覆处理对聚乙烯木塑复合材胶接接头耐水性能的影响

采用多异氰酸酯对聚乙烯木塑复合材料进行表面涂覆处理以改善其胶接性能。利用接触角测试、表面形貌观测以及胶接强度和吸水量测试研究了涂覆表面处理对聚乙烯木塑复合材料胶接接头耐水性能的影响。结果表明,涂覆处理后复合材料的胶接强度和接头耐水性明显提高。水浸后聚乙烯木塑复合材料的表面性质发生了改变,随着水浸时间的延长,表面粗糙度增加,表面接触角下降。长时间水浸下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的吸水膨胀是造成胶接性能下降的主要原因。     

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。     

等离子体处理工艺对聚乙烯木塑复合材料表面时效性的影响

利用射流等离子体放电对聚乙烯木塑复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。采用接触角测试、FTIR和胶接强度测试等方法,研究了不同等离子体处理工艺对等离子体处理后材料表面时效性的影响。研究结果表明,等离子体处理后的聚乙烯木塑复合材料,随着放置时间的延长,表面接触角和表面极性基团会发生变化,表现出处理时效性。不同工艺的等离子体处理,其处理时效性各不相同;相比之下,机械打磨后再进行等离子体处理的试样处理时效性最小。尽管存在处理时效性,但经射流等离子体处理后的木塑复合材试样放置7d后,仍表现出远大于未处理试样的胶接强度。     

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。     

氮气射流等离子体处理时间对PE-WPC表面性质的影响

为解决聚乙烯木塑复合材料制品之间的连接问题,采用氮气射流等离子体放电技术对复合材料表面进行处理,以改善其胶接性能。利用胶接强度测试、接触角测试以及表面红外分析和X-射线光电子能谱分析等手段对材料表面特性进行表征分析,研究氮气射流等离子体处理时间对聚乙烯木塑复合材料表面性质的影响。结果表明:经氮气射流等离子体处理,在材料表面产生大量含氧、含氮极性基团,表面接触角降低,N、O元素的相对含量增加,材料的润湿性能和胶接强度显著改善;且通过调整氮气射流等离子体处理时间,发现材料表面性能随处理时间的延长呈周期性的变化。表面性质的周期性变化主要源于氮气射流等离子体的物理刻蚀作用。     

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。     

打磨对木粉/聚乙烯复合材料射流等离子体表面处理时效性的影响

采用空气气氛的射流等离子体对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理,以改善胶接性能。利用接触角和胶接强度测试以及红外光谱和X-射线光电子能谱分析等方法,研究了表面打磨对复合材料等离子体表面处理时效性的影响。研究结果表明,直接等离子体处理以及打磨后再等离子体处理都可以明显提高复合材料的胶接强度,相比之下,打磨后再等离子体处理可以在复合材料表面形成更多的含氧极性基团,有利于胶接性能的改善。木粉/聚乙烯复合材料的等离子体表面处理存在一定的时效性,与直接等离子体处理的复合材料相比,随着处理试样放置时间的延长,先打磨再等离子体处理的复合材料表面接触角、含氧极性基团以及胶接强度的变化幅度更小,表现出更小的处理时效性。尽管存在处理时效性,但等离子体处理后的胶接强度仍远好于未处理的试样。     

木粉含量对木粉/PE复合材料胶接性能的影响

研究了木粉含量对木粉/PE(聚乙烯)复合材料表面性能的影响,并探讨了木粉含量对AEA(双组分丙烯酸酯胶粘剂)和EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)-HMA(热熔胶)胶接的木粉/PE复合材料之胶接性能的影响。研究结果表明:随着木粉含量的增加,打磨的木塑复合材料表面含氧基团增多,而未打磨的表面基本没有含氧基团;AEA胶接打磨木塑复合材料的胶接强度随木粉含量增加而增大,而木粉含量对EVA-HMA胶接木塑复合材料的影响无规律性且较小;此外,试件表面水的接触角受试件表面粗糙复杂程度的影响大于材料表面亲/疏水性所产生的影响。     

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%。     

贮存环境对PE-WPC等离子体处理时效性的影响(I)——表面结构及粘接性能

利用等离子体处理技术对聚乙烯木塑复合材料(PE-WPC)进行表面处理以改善其胶接性能,将处理后的WPC分别贮存在真空(室温)、空气(室温)和空气(低温)环境中,利用接触角、FT-IR和胶接强度测试等手段,研究了不同贮存环境对等离子体处理后材料表面时效性的影响。接触角测试结果表明,随着放置时间的延长,贮存在3种环境中的试样的表面接触角均逐渐增大,相比之下,处于真空和低温环境中的试样接触角变化较小;红外光谱分析表明,贮存于3种环境中的试样表面的-OH基团随着放置时间的延长几乎消失,-C-O和C=O基团也逐渐减少,处于真空和低温环境中的试样表面残留的极性基团较空气中的试样多。胶接强度测试结果表明,随着放置时间的延长,放置在3种环境中的试样表面粘接强度逐渐降低,其中放置于空气(室温)中的试样的粘接强度降低的幅度最大。等离子体处理尽管存在时效性,但贮存30d的试样的胶接性能仍优于未处理的试样。     

贮存环境对PE-WPC等离子体处理时效性的影响(Ⅰ)——表面结构及粘接性能

利用等离子体处理技术对聚乙烯木塑复合材料( PE-WPC)进行表面处理以改善其胶接性能,将处理后的WPC分别贮存在真空(室温)、空气(室温)和空气(低温)环境中,利用接触角、FT-IR和胶接强度测试等手段,研究了不同贮存环境对等离子体处理后材料表面时效性的影响.接触角测试结果表明,随着放置时间的延长,贮存在3种环境中的试样的表面接触角均逐渐增大,相比之下,处于真空和低温环境中的试样接触角变化较小;红外光谱分析表明,贮存于3种环境中的试样表面的-OH基团随着放置时间的延长几乎消失,-C-O和C=O基团也逐渐减少,处于真空和低温环境中的试样表面残留的极性基团较空气中的试样多.胶接强度测试结果表明,随着放置时间的延长,放置在3种环境中的试样表面粘接强度逐渐降低,其中放置于空气(室温)中的试样的粘接强度降低的幅度最大.等离子体处理尽管存在时效性,但贮存30 d的试样的胶接性能仍优于未处理的试样.     

等离子体放电气氛对WPC协同表面处理效果的影响

采用打磨、偶联剂涂覆与射流等离子体放电的协同处理方法对聚乙烯木塑复合材料(PE-WPC)进行表面处理,以改善其胶接性能。利用胶接强度测试、接触角测试、红外光谱分析和X-射线光电子能谱分析等方法研究了氮气、氧气、空气三种等离子体放电气氛对WPC协同表面处理效果的影响。结果表明:不同等离子体放电气氛的协同处理,都能在材料表面引入大量含氮、含氧和含硅的极性基团,改善其胶接性能。不同的等离子体放电气氛对材料表面协同处理效果的影响不同,氧气气氛对材料表面的氧化刻蚀作用较为明显,能引入更多的硅氧官能团;而氮气气氛对材料表面的化学改性较为突出,在材料表面引入更多的含氮和含氧基团,改善材料表面的润湿性能和胶接性能。实际胶接时可以针对不同的处理气氛匹配不同的胶黏剂以获得更好的胶接性能。     

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。     

复合材料风扇叶片钛合金加强边胶接技术研究

本文以航空发动机复合材料风扇叶片钛合金加强边胶接为研究背景,开展钛合金/复合材料胶接技术研究,着重研究了基于AF191胶膜的钛合金/复合材料胶接工艺参数、不同结构复合材料与钛合金以及不同表面处理方式钛合金与复合材料胶接强度。结果显示:采用热压罐固化,并且在加压0.1 MPa后卸掉真空更有助于胶接;不同结构复合材料对胶接强度影响较大,刚度更高的复合材料表现为更好的胶接强度;采用酸洗和阳极化处理钛合金表面均能大幅提高胶接强度,并且配合表面预处理剂使用更佳。     

射流等离子体放电气氛对木塑复合材料表面性质的影响

利用空气、氮气、氧气3种不同气氛的射流等离子体放电对聚乙烯木塑复合材料（PE-WPC）表面进行处理以改善其胶接性能，其中空气、氮气、氧气气氛处理后的试样分别记为PE-WPC-A、PE-WPC-N和PE-WPC-O。通过对剪切强度、表面接触角、表面形貌、表面官能团以及表面元素含量的测试与表征，研究了不同气氛射流等离子体处理对PE-WPC表面物理化学性质的影响。研究结果表明：射流等离子体处理可以通过改变PE-WPC的表面性质，进而大幅度提高材料的胶接剪切强度，由未处理样品的0.62 MPa提高到处理后试样的11.32~13.79 MPa。对于胶接性能来说，不同气氛的射流等离子体处理效果差别不大；而对于处理后材料表面的微观结构，不同气氛射流等离子体的处理效果存在差别，氮气气氛处理以表面化学改性为主，在材料表面引入更多的含氮基团；氧气气氛处理以表面氧化刻蚀为主，在材料表面引入更多含氧基团；空气气氛处理则是以上2种作用的综合体现。     

激光处理对民机复合材料胶接维修母体表面自由能的影响研究

胶接维修是民机碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)结构的重要维修方式。基于界面结合理论角度,复合材料维修母体表面的微观结构、物理、化学特征将直接影响胶接界面结合强度及维修效果。论文采用激光技术对母体表面进行预处理,主要探讨激光处理前后母体表面接触角与表面自由能的变化规律,并基于静电吸附理论分析表面自由能变化对界面结合强度及胶接维修效果的影响。结果表明,激光处理后母体表面质量更为稳定可靠,表面接触角明显下降,而表面自由能增加,有效改善了维修母体的表面活性,以利于胶接维修界面强度及维修效果。     

异氰酸酯-PVAC-脲醛树脂胶粘剂

脲醛树脂胶粘剂用异氰酸酯—PVAC改性后,克服了原脲醛树脂存在的胶合层硬而脆,易开裂,耐水性差等缺点。文中简介改性原理,改性树脂胶组成及配制过程。讨论了异氰酸酯加入量对胶接强度的影响,表面活性剂作用,测定了高含水量木材的粘接强度。     

SDBS对核壳结构木塑复合材料抗静电及热力学性能的影响

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为抗静电剂,将其加入到具有核壳结构的高密度聚乙烯(HDPE)木塑复合材料中,以减小壳层HDPE的静电效应。采用超高电阻测量仪、万能力学试验机、表面接触角测试仪以及差示扫描量热仪对样品进行电学、力学、表面润湿性以及热力学分析。结果表明:未添加SDBS的核壳结构木塑复合材料的表面电阻率为10~(15)Ω;添加18%的SDBS后,木塑复合材料的表面电阻率降至10~8Ω。添加SDBS后,木塑复合材料的力学性能先上升后下降,弯曲强度较最高值下降约3.67%,弯曲模量较最高值下降约9.92%,冲击强度较最高值下降约10.20%。复合材料表面润湿性随着壳层SDBS含量的增加而降低,壳层结构HDPE基体结晶度则先降低后提高。     

木粉改性处理与木塑复合材料性能研究

通过对木粉进行改性处理,研究了不同改性剂及处理条件对高密度聚乙烯木塑复合材料物理力学性能的影响。结果表明:改性剂使木粉的玻璃化温度降低,纤维素的结晶度提高;随着改性剂用量的增加,木塑复合材料的弯曲强度、拉伸强度、弹性模量都有所提高,吸水率也略有升高;50℃下处理48h的木粉制备的木塑复合材料的物理力学性能较好;改性剂C处理的木塑复合材料综合性能较好。