温度对芳纶纤维/EP复合材料与EPDM界面粘接性能影响研究

以芳纶纤维/环氧树脂(F-3A/EP)缠绕层作为固体火箭发动机用复合材料壳体、三元乙丙橡胶(EPDM)作为绝热层,采用适宜的胶粘剂制备壳体/EPDM、Φ480 mm壳体/EPDM和大尺寸壳体/EPDM胶接件,并着重探讨了固化条件(温度、时间等)对上述胶接件界面拉伸强度、剪切强度和剥离强度等影响。研究结果表明:3种类型的试样经130℃固化6 h后,其界面拉伸强度(3.02 MPa)、剪切强度(5.42 MPa)均明显提高,而Φ480 mm壳体/EPDM和大尺寸壳体/EPDM胶接件的剥离强度均达到5.84 N/mm,说明该胶粘剂及固化工艺完全满足壳体对EPDM绝热层的界面粘接要求;继续提高固化温度或延长固化时间,并不能显著提高胶接件的剥离强度,但对胶接件的成型工艺要求明显提高。     

胶粘剂剪切模量的测试方法研究

参考ASTM D 3983—98标准的相关测试方法,设计出粘接夹具和剪切测试夹具,对3种环氧胶粘剂的剪切强度和剪切模量进行了测试试验,分析了拉伸剪切载荷-形变关系、测试了温度(-55℃、24℃和125℃)以及胶层厚度对剪切强度和剪切模量的影响。结果表明:本测试方法可以实现在不同温度环境条件下对胶粘剂剪切强度与剪切模量的测试,结果稳定可靠;胶层厚度对剪切强度和剪切模量测试结果影响十分显著,推荐胶接长度为15 mm左右,胶层厚度控制在0.30 mm左右。     

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。     

固化压力对PMI泡沫/高温固化环氧碳纤维夹层复合材料胶接性能影响的研究

针对PMI泡沫/环氧碳纤维夹层结构复合材料的热压罐胶接成型工艺,系统研究了不同密度的PMI泡沫在0.2 MPa与0.3 MPa下的热稳定性能、蠕变性能。同时分别考察了不同厚度、不同处理条件的PMI泡沫在热压罐中的压缩变形情况,总结了压力对泡沫的尺寸稳定性的影响规律。通过研究PMI泡沫/环氧碳纤维夹层结构复合材料的力学性能,比较了不同固化压力下PMI泡沫与碳纤维面板胶接质量。结果表明,密度大的泡沫的抗蠕变性能好。泡沫的高温蠕变性能受压力影响敏感,随着压力增大,变形量迅速增大。经130℃热处理2 h后PMI泡沫的抗蠕变性有所提高。采用0.2 MPa与0.3 MPa胶接的PMI泡沫/高温固化环氧碳纤维阶层结构的抗滚筒剥离强度差别较大。抗剪切强度、抗平面拉伸强度及抗弯曲强度无明显差别。     

航天器电子产品用环氧胶粘剂粘接工艺研究

选择航天器电子产品中常用的三种环氧胶粘剂,采用具有交互作用的正交试验设计,研究了固化温度、固化时间、胶层厚度、被粘接件的表面状态以及固化压力等因素对拉伸剪切强度的影响规律,并通过数据分析得到三种胶粘剂的拉伸剪切强度回归方程和最优工艺条件。研究结果表明:固化温度对拉伸剪切强度的影响较为明显,较优工艺条件下的拉伸剪切强度实测值与回归方程的预测值基本一致,为航天器电子产品用环氧胶粘剂的选用和粘接工艺技术提供了试验依据。     

螺旋桨用榉木层板胶粘剂性能测试及工艺研究

为了解决木质螺旋桨的稳定性与变形问题,选用自制的聚氨酯(PU)胶粘剂对榉木层板进行胶接后再加工成螺旋桨。分别对胶接件的力学性能、耐热性、耐寒性、耐水性和耐湿热老化性能等进行了测定,探索了自制PU胶粘剂的最佳工艺条件,并进行了常温、高低温处理后的发动机试车试验。结果表明:自制PU胶粘剂具有较高的综合力学强度及稳定性能(其平均常温拉伸剪切强度和压缩剪切强度分别为8.13 MPa和15.00 MPa,平均高低温拉伸剪切强度和压缩剪切强度分别超过6.50 MPa和7.10 MPa;在水中浸泡20 h或湿热环境中放置24 h后,其平均压缩剪切强度分别为5.85 MPa和11.75 MPa),完全满足木质螺旋桨的使用要求。     

改善单组分热固化胶粘剂流淌性的研究

单组分热固化胶粘剂在固化升温过程中因黏度下降而易出现流淌现象,造成胶接区域缺胶,从而增加了施工难度、降低了粘接可靠性。高分子尼龙织物的网孔易于存胶,可有效改善胶粘剂的流淌性;采用尼龙织物和金属丝网控制铝合金胶接件中的胶层厚度,并对上述胶接件在不同温度时的拉伸剪切强度进行了对比试验。研究结果表明:对同种单组分热固化胶粘剂而言,含尼龙织物胶接件的胶接强度并未下降,并且解决了胶粘剂在固化升温过程中因黏度降低而易流淌的问题,而且尼龙织物可较方便地控制胶层厚度。     

环氧树脂胶粘剂工程应用研究

采用某种型号的环氧树脂(EP)胶粘剂胶接LY12-CZ铝合金试片,在110～170℃范围内加热4 h后测定胶接件的剪切强度,并对该胶接件的不同加载速率与拉伸剪切强度的关系进行了研究。结果表明:短时高温加热对该胶粘剂的剪切强度没有影响,这有利于飞机组件的整体修复;拉伸剪切强度随着加载速率的增加而增大,这又为探讨加载速率对不同胶粘剂性能的影响提供了试验依据。     

聚氨酯胶粘剂在NaCl水溶液中的耐久性机理研究

采用拉伸实验方法测试了聚氨酯胶粘剂胶接试样在盐溶液中浸泡前后的拉伸剪切强度,并考察了水、NaCl水溶液的温度、NaCl的含量以及应力对胶粘剂粘接强度的影响。利用红外谱图分析了浸泡前后胶粘剂化学结构的变化。实验结果表明:聚氨酯胶粘剂的粘接强度在NaCl水溶液中的下降速率比在蒸馏水中的下降速率慢。温度的作用主要表现为在浸泡初期能加速聚氨酯胶粘剂的降解和粘接强度下降,但是在浸泡中后期,则其作用变小。聚氨酯胶粘剂粘接强度的下降趋势在浸泡初期随NaCl含量的增加而减缓,在浸泡中后期,其结果刚好相反。胶粘剂的粘接强度随载荷的增加而急剧下降。     

不同胶厚对硬聚氯乙烯板搭接强度的影响

为验证不同胶层厚度对硬质聚氯乙烯(PVC)板材单搭接接头强度的影响,对不同胶层厚度的单搭接板材件进行拉伸-剪切载荷试验,确认胶层厚度会影响搭接接头的粘接效果,且胶层厚度由0.2 mm增加到2 mm时,搭接件能承受的最大应力由3.59 MPa减小至2.51 MPa;通过有限元仿真得出,当胶层的厚度由0.2 mm增加到2 mm时,搭接件能承受的最大应力由3.32 MPa减小到2.59 MPa;实验与仿真均得出了随着胶层厚度增加,搭接强度变弱的结果。对不同胶层厚度的搭接板材进行仿真,得出最大应力均出现在胶层的边缘位置,因此胶层边缘位置容易先发生破坏;与无胶瘤时相比,胶瘤的存在能减少胶层边缘处的应力集中现象。与无胶瘤的搭接板材件相比,胶瘤存在时的搭接板材件强度提升了20%,胶瘤的存在显著增加了搭接的强度性能。仿真结果与实验结果相比较,误差在10%内,仿真模型有较好的准确度。     

CRH3高速动车组空调通风口胶接结构设计

通过理论分析和计算确定了动车组空调通风口部件与铝合金车体胶接用胶粘剂的强度指标。介绍了胶粘剂的选择及胶接结构的设计原则,考查了搭接长度、搭接宽度、胶层厚度和被粘接材料厚度等对胶接件粘接强度的影响。结果表明:车体与空调通风口部件的胶接接头选择受剪切应力作用的搭接接头较适宜,并且搭接接头的承载能力随搭接长度或宽度增加呈先快速上升后趋于稳定态势;当搭接长度为10 mm、胶层厚度为6 mm、铝合金板厚度为5 mm且常温湿固化型单组分PU(聚氨酯)胶粘剂的剪切强度超过0.23 MPa时,搭接接头的承载能力相对最大。     

聚硫密封剂剥离强度测定影响因素分析

本文对聚硫密封剂剥离强度测定过程中的影响因素进行了理论上的分析以及试验验证。试验表明:试验环境条件、金属试片表面状态、密封剂试样胶层厚度、试验拉伸速度对聚硫密封剂剥离强度测定具有一定的影响,因此在实际操作过程中应加以注意。     

胶层厚度对有机硅密封胶拉伸剪切强度的影响

研究了胶层厚度对有机硅密封胶拉伸剪切强度的影响,结果表明:随着胶层厚度减小拉伸剪切强度增大,拉伸剪切位移减小,粘结破坏面积增大。     

基于十字交叉法的陶瓷胶粘剂剪切蠕变性能研究

本研究设计了“十字交叉法”陶瓷胶粘剂剪切蠕变试验装置,选取刚性环氧树脂及柔性硅酮结构胶进行剪切蠕变试验,研究了环境温度、剪切应力、粘结面积等因素对胶粘剂剪切蠕变的影响,通过模型拟合对胶粘剂的剪切蠕变行为进行了分析和预测,探究了两种胶粘剂的蠕变破坏模式。结果表明:采用十字交叉法能够准确便捷地测试陶瓷胶粘剂的蠕变性能。增大胶粘层柔性、提高环境温度、增大剪切应力都会加速蠕变的发展,但粘结面积对蠕变速率无明显影响。刚性环氧树脂胶粘剂试样的蠕变失效形式为粘结层内聚破坏及界面脱粘,符合时间硬化模型;柔性硅酮结构胶试样失效形式为粘结层内聚破坏,符合Burgers模型。     

复合材料环形试样力学性能检测研究

本文对纤维增强复合材料环形试样的制备方法、剪切和拉伸性能的检测方法进行了研究。本文阐述了环缠绕法和圆筒切环法两种试样制备方法；明确了玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维的干燥处理条件、缠绕张力、缠绕速度、固化前存放时间等技术参数；验证了剪切试验中，试样外观尺寸、加载头直径、加载速率等对剪切性能的影响；验证了拉伸试验中，试样外观尺寸、加载速率等对拉伸性能的影响。结果表明，剪切试验中，试样厚度为3mm,宽度为6mm,玻璃纤维试样长度为21mm～30mm,碳纤维、芳纶纤维试样长度为18mm～21mm,夹具加载头直径为6mm,加载速率为1mm/min～2mm/min;拉伸试验中，试样厚度为1.5mm,玻璃纤维增强塑料加载速率为3mm/min～5 mm/min,碳纤维和芳纶纤维增强塑料加载速率为2mm/min～3mm/min时，试验数据稳定，具有较好的可重复性，且试样破坏形式正常。     

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。     

SY-300K胶膜性能研究

测试并分析了SY-300K胶膜的力学性能,并与国内外同类高温胶膜进行了对比,其力学性能相当或优于其他胶膜.SY-300K胶膜试样经过多种介质浸泡30 d后,剪切强度没有明显变化;经过湿热老化后,室温剪切强度保持率在90%以上,150℃剪切强度保持率为67.2%;经过湿热老化后,剥离强度保持率在95%以上.研究结果表明,SY-300K胶膜的基本性能达到了MMM-A-132和HB 5398-1988的要求.胶膜幅宽约900 mm,可以连续成卷,自粘性良好.     

海水浸泡对增强MC尼龙力学性能的影响

针对尼龙在海水中浸泡后的力学性能变化的问题,文章通过将试样置于海盐溶液中浸泡,采用常压浸泡试验、不同压力浸泡试验以及拉伸试验,对尼龙试样浸泡后的力学性能进行了测试,得到了尼龙试样的吸水率以及弹性模量、拉伸强度、拉伸屈服应力的变化情况,探索了尼龙试样力学性能的变化变化规律。结果表明随着吸水率的增加,尼龙的弹性模量、拉伸强度以及屈服拉伸应力均有所减小。     

航空有机玻璃粘接用聚氨酯胶黏剂的研制

介绍了一种航空有机玻璃粘接用双组份高强度聚氨酯胶黏剂,该胶黏剂的室温剪切强度为10MPa,剥离强度为5.0N/mm;100℃剪切强度为5.0MPa,剥离强度为3.0N/mm;-55℃剪切强度12MPa,剥离强度为3.0N/mm。在水中浸泡48h后,剪切强度和剥离强度均有所增加,为11.2MPa和5.3N/mm。并且探讨了聚酯多元醇合成的配方优化及真空脱水时间、催化剂、贮存时间以及聚酯多元醇与固化剂质量比对性能的影响。实验结果表明:催化剂采用自制的催化剂,聚酯多元醇与固化剂质量比约为1:1,固化剂略过量,并且合成聚酯多元醇真空脱水时间为180min时,胶黏剂有良好的性能。     

第二代丙烯酸酯结构胶拉伸剪切强度测试浅析

拉伸剪切强度实验方法是国内外标准中经常采用的胶黏剂力学性能测试方法,可以公平客观的反应出胶黏剂力学性能指标。文章通过实验,就目前国内实施的HG/T3827-2006《通用型双组分丙烯酸酯胶黏剂》,引用的GB/T 7124-2008《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法（刚性材料-刚性材料）》对第二代丙烯酸酯结构胶粘剂测试结果影响因素做了进一步分析和讨论。