粘贴堵漏胶粘剂的疲劳寿命分析

针对孔洞缺陷的粘赌堵漏，给出了胶粘剂界面韧性应力强度因子，并利用断裂力学中的疲劳裂纹扩展公式，估算了常温、低温下环氧树脂胶粘剂内聚破坏时的疲劳寿命，其致断裂疲劳循环周次达10^6次。     

端氨基聚脲增韧固化环氧树脂胶粘剂的研究

为了提高环氧树脂(EP)胶粘剂的韧性,利用过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与氨基聚醚进行反应,然后进一步与二乙烯三胺反应合成了二乙烯三胺封端的端氨基聚脲;并以此作为EP的固化剂和增韧剂,制备了高断裂伸长率的EP胶粘剂。实验结果表明,当m(EP)∶m(端氨基聚脲)∶m(三乙烯四胺)=58.8∶39.2∶2.0时,制得的EP胶粘剂的室温拉伸强度为16.2 MPa,断裂伸长率为56%;50℃时的拉伸强度为9.7 MPa,断裂伸长率为35%;该EP胶粘剂在50℃×16 h或25℃×50 h条件下可以完全固化。     

适用于液氮温度下的环氧树脂胶粘剂研究

制备了一种环氧低温胶粘剂,并进行了性能测试。研制的低温环氧树脂胶粘剂室温、液氮温度拉剪强度≥17 MPa,有较高的强度;室温断裂伸长率大于16%,液氮温度断裂伸长率0.7%~1.4%,有良好的韧性;对于多种基材有较高的粘接强度。经液氮温度和室温10个循环试验,不开裂、不脱粘,具有良好的耐低温性能和耐温度交变性能。胶粘剂已在多种产品中使用。     

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。     

环氧树脂的低温增韧改性研究

用稀释剂692、偶联剂KH-550、填料Si O和促进剂DMP-30与环氧树脂进行反应,通过2力学性能测试研究了不同含量聚醚多元醇(BE)对环氧胶粘剂低温韧性的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)观察了改性前后环氧固化物的脆断断面形貌。结果表明,加入9%BE改性后的环氧胶粘剂低温韧性增强,剪切强度和断裂伸长率分别提高了18%和85%。     

FDM工艺中填充方式对塑料制品力学性能的影响

采用熔融沉积成型方式制备ABS力学测试样条,通过拉伸和冲击测试研究不同填充方式对塑料制品拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度的影响。实验表明,对于方格填充呈现出随填充角度增大,拉伸强度和断裂伸长率增大,冲击强度减小的现象。直线填充与45°方格填充实测结果近似相同,蜂窝填充拉伸强度和断裂伸长率与15°方格填充近似相同,冲击强度与30°方格填充近似相同。在实际生产中,需根据制品力学性能要求在其不同区域选择合适的填充方式,以提高制品整体力学性能,降低生产成本。     

乒乓球拍用胶粘剂的制备与力学性能研究

采用熔融共混法制备了不同2-甲基咪唑含量的乒乓球拍用环氧树脂胶粘剂试样,研究了2-甲基咪唑含量对环氧树脂胶粘剂试样微观结构和力学性能的影响。结果表明:随着2-甲基咪唑质量分数从0%增至1%时,环氧树脂胶粘剂的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率呈现先增加后减小的趋势;在2-甲基咪唑质量分数为0.8%时,取得冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率的最大值;添加有2-甲基咪唑的环氧树脂胶粘剂试样的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量都高于未添加2-甲基咪唑的试样,2-甲基咪唑的添加有助于提升环氧树脂胶粘剂试样的拉伸性能。在E-20/HMTA中添加质量分数为0.8%的2-甲基咪唑,可以提升环氧树脂胶粘剂试样的热稳定性。2-甲基咪唑适宜的添加量为0.8%。     

微孔发泡聚合物材料断裂性能研究

对室温下呈脆性的聚丙烯(PP)和呈韧性的高密度聚乙烯(HDPE)进行化学微孔发泡。系统测试了微孔发泡和未发泡的PP和HDPE的缺口冲击强度。结果发现,微孔使试样芯部基体材料的应力状态改变,易于在冲击载荷下产生塑性变形或在脆断条件下裂纹尖端钝化阻止裂纹扩展,导致微孔对脆性、韧性聚合物冲击性能的影响机制不同。对于脆性聚合物,断裂过程主要是裂纹扩展,微孔起到了阻隔裂纹扩展的效果,使冲击性能提高;而对于韧性聚合物,断裂过程主要是塑变撕裂,微孔的引入减小了材料的有效承载面积,反而使冲击性能降低。     

多元醇与环氧树脂共混改性的研究

采用自制的聚酯多元醇对环氧树脂进行共混改性,对改性环氧树脂固化物的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、剪切强度等进行了考察,同时探讨了多元醇分子量变化及加入量不同对性能的影响。结果表明,改性后的体系韧性得到了明显的提高,如冲击强度从13.2kJ/m2提高到26.3kJ/m2。室温剪切强度从24.2MPa提高到43.75MPa。     

压痕法测量ZrO2/Al2O3陶瓷断裂韧性的研究

使用压痕法研究ZrO2/Al2O3陶瓷的断裂韧性,通过实验分析放大倍数和载荷两个因素对试样M31和M34测量结果的影响.放大倍数低于600倍时,很难测量出实际裂纹尺寸,而在6000倍时测得了比较准确的裂纹尺寸.随着载荷的增加,样品M31断裂韧性对比误差逐渐降低,样品M34误差呈波浪式变化.选择最适宜的载荷,可得到最接近实际情况的KIC值;本文通过大量实验数据证实,样品M31最适宜的载荷范围在8～12 kg,M34的载荷范围在6～8 kg.裂纹的扩展形式包括沿相界断裂,沿晶界断裂和潜藏断裂.沿相界断裂消耗能量较低,对陶瓷材料强度和韧性贡献较小;沿晶界断裂消耗能量较高,对陶瓷材料强度和韧性贡献较大.     

微注塑与常规注塑等规聚丙烯的拉伸性能及微观结构对比研究

采用微注射成型和常规注射成型制备厚度分别为200μm和2400μm的等规聚丙烯(iPP)制品。通过拉伸测试和广角X射线衍射(WAXD)对微注塑制品和常规注塑制品的力学性能及微观结构进行对比。拉伸测试结果表明:微注塑制品的拉伸强度(46.53MPa)较常规注塑制品的(38.43MPa)增加17.41%,而断裂伸长率和断裂韧性却明显降低。广角X射线衍射测试结果表明:微注塑制品形成了高度取向结构、且结晶度大于常规注塑制品的,高的取向度和结晶度导致了微注塑制品较高的拉伸强度和较低的断裂伸长率及断裂韧性。     

液态丁腈橡胶增韧改性环氧树脂研究

用液态丁腈橡胶(LNBR)对环氧树脂(EP)进行增韧改性,制备出LNBR/EP复合材料。通过对不同含量LNBR的环氧树脂复合材料力学性能测试,结果表明:当LNBR含量为20 phr时,复合材料冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率达到23.6 KJ/m2、60.2 MPa和26.32%;利用SEM对复合材料分析得到LNBR增韧使环氧树脂从脆性断裂变为韧性断裂;利用差示扫描量热法对复合材料的热性能分析得到:随着LNBR份数增多,体系Tg温度逐渐降低。     

环保型木质素-大豆蛋白木材胶粘剂的研制

以大豆蛋白为基质,加入木质素提升胶粘剂在粘接和耐水方面的性能。对该胶粘剂进行了凝胶渗透色谱(GPC)法测定和静态热机械分析(TMA)法分析,并探讨了木质素对木材胶粘剂性能的影响。研究结果表明:分子量分布系数较低,胶粘剂的耐热性提升;木质素质量分数的增大有利于剪切强度、抗水时间、断裂伸长率的提升,而拉伸强度和冲击强度则有所下降;在耐老化性能测试中,制备的胶合板的干状胶合强度和木破率性能指标表现良好。     

风电叶片用胶粘剂剪切疲劳性能和蠕变性能分析

简述了胶粘剂在风电叶片中的重要性,风电叶片大多采用环氧胶粘剂。从叶片的设计需求角度,对比测试了国产胶粘剂和进口胶粘剂的玻璃化转变温度、剪切疲劳和蠕变性能,并对两种胶粘剂的粘接断面进行形貌扫描,简单分析得出:进口胶粘剂的粘接断面是比较典型的韧性断裂,国产胶粘剂的粘接断面呈现韧性和脆性结合体;提高胶粘剂的韧性,并不断改良增韧体系和环氧树脂基体的相容性是国产胶粘剂亟待解决的问题。     

电子束辐照灭菌用PP材料改性研究

为了解决聚丙烯（PP）在电子束辐照后变黄的问题,选取助剂Irganox 1010、Irganox 1076、Tinuvin 770、Chimassorb 944进行对比探究,进行黄变指数、差式扫描量热仪、热失重测试及拉伸强度测试。结论表明,在加入0.5份Tinuvin 770时,样品的黄变指数最小;加入抗氧剂、光稳定剂再辐照后,结晶度提高,热失重外延起始温度降低,拉伸强度和断裂伸长率降低,冲击强度增加,冲击断面粗糙,表现为韧性断裂。     

R值对PTHF型聚氨酯胶粘剂性能的影响

用PTHF(聚四氢呋喃)与TDI(甲苯二异氰酸酯)合成了PU(聚氨酯)胶粘剂。在合成过程中保持其它相关条件不变的情况下,仅改变R值(异氰酸指数)来制备系列胶膜,测试了R值与胶膜的拉伸强度、断裂伸长率、耐水性、预聚体邵氏硬度及粘度(常温)的关系,同时还运用了红外光谱法对所合成的PU胶粘剂进行了表征。实验结果表明,PU胶粘剂中已成功地引入了硅链节;较佳的R值为1.3,合适的反应时间(预聚体)为3 h。     

氧化铝、氮化硅和碳化硅的疲劳特性与寿命预测

分析了几种典型的结构陶瓷在长期载荷下的失效特性和差别。认为长期失效的本质是强度衰减,建立了一个疲劳失效的强度衰减模型和提出了寿命预测方法。分别研究了氧化铝、氮化硅和碳化硅几种常用工程陶瓷在常温和高温下的疲劳特性和差异。采用三点弯曲的受力方式测试了不同载荷水平下的断裂时间。结果表明：碳化硅的疲劳门榄值超过强度的80％,而且受温度影响最小;氧化铝的静疲劳受微小裂纹扩展控制;氮化硅的高温疲劳主要是蠕变机制导致强度衰减,疲劳门槛值不超过强度50％。由实验研究了氮化硅的高温静疲劳、动疲劳和循环疲劳三者在相同温度和相同应力峰值变化下的寿命关系,结果与计算一致。     

高铁车厢地板革胶粘剂的制备和性能研究

以改性环氧树脂、低分子聚酰胺为主要原料,制备了一种双组分室温固化胶粘剂。研究了促进剂对胶粘剂可操作时间的影响,测试了胶粘剂应用的各项性能。研究结果表明制备的胶粘剂具有优异的综合性能。配胶适用期为180 min,固化物韧性好,断裂伸长率为16.5%,粘接强度为铝/铝16MPa,粘接地板革达到内聚破坏,耐水性、环保性、防火性能均满足高铁车厢对胶粘剂材料的要求。     

聚己内酯/聚乳酸/竹纤维复合材料制备及性能

以聚己内酯（PCL）和聚乳酸（PLA）共混物为基材,竹纤维（BF）作为增强材料,硅烷偶联剂为改性剂,通过模压成型制备了PCL/PLA/BF复合材料。研究了PCL和PLA质量比、BF质量分数、硅烷偶联剂用量以及模压温度对复合材料性能影响。结果表明,适宜的PCL/PLA质量比为1∶1,BF质量分数为40 %时BF/PCL/PLA复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值11.26 kJ/m2,12.68 MPa和5.2 %;硅烷偶联剂用量为1 %时复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值15.11 kJ/m2、13.15 MPa和5.8 %;模压温度为150 ℃时,复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值14.51 kJ/m2、13.75 MPa和5.8 %。     

PP-R材料在准静态加载下的断口形貌研究

利用扫描电子显微镜(SEM)及宏观断口形貌法观察无规共聚聚丙烯(PP-R)试件在高周期疲劳以及准静态载荷作用下的Ⅰ型试件断面与复合型试件断面的显微组织形貌与宏观断口组织,对PP-R材料的断裂机理进行研究。结果表明:PP-R材料在准静态Ⅰ型与复合型两种准静态加载方式下,裂纹在稳定扩展区域属于韧性断裂;裂纹在高速扩展区域属于脆性断裂;疲劳裂纹预制阶段属于韧性断裂。