環(huán)氧樹脂柔性粘合固化劑的應用研究三
膠粘劑的力學性能與固化劑的分子結構有密切關系。由圖1知，ATPU分子中含有大量的氨基甲酸酯基-NHCOO-和柔韌性很好的碳氫脂肪鏈-（CH2）6 -，并有反應活性很高的脂肪胺基團，因而用它與環(huán)氧樹脂配成的膠粘劑不僅能常溫固化，而且可望具有耐沖擊、撓曲性好、剝離強度高、附著力大，和良好的耐高低溫等性能。圖2表示ATPU的分子量（Mc）對不同配比的膠粘劑的剝離強度的影響。可見，隨著（Mc）的增大，膠粘劑的剝離強度出現(xiàn)最大值。這是因為隨著ATPU分子量的增大，一方面，膠粘劑中交聯(lián)密度和內聚能密度減少；同時，膠粘劑的流動性、潤濕性也會變差，從而降低膠粘劑對鋁合金金屬的附著力（見圖 3）；另一方面，交聯(lián)點間的柔性鏈段變長，改善了膠粘劑的柔韌性（見圖4）。圖2還表明：當Mc較小時，柔性固化劑與環(huán)氧樹脂的當量比在1.0時，膠粘劑的剝離中度最大。當ATPU或交聯(lián)密度減少而降低力學強度。但隨著Mc的增大，柔性固化劑的用量對膠粘劑剝離強度的影響變少。
圖3 ATPU分子量對膠粘劑的附著力的影響
圖4 ATPU分子量對膠粘劑的柔韌性的影響
試驗還表明用分子量約為880的端胺基聚氨酯與雙酚A縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂配成的0.6 mm厚膠粘劑涂層，在室溫（23-32℃）下固化時，表干時間小于24小時，72小時后其綜合力學性能達到80℃固化6h的性能，即其剝離強度 ≥58N/cm，附著力≥14.6 MPa，同時柔韌性<12 mm。這說明通過分子設計并合成結構合適的柔性固化劑，能顯著改善環(huán)氧樹脂的柔韌性，并隨固化時間的進一步延長，綜合力學性能進一步提高。同時具有常溫固化和對鋁合金金屬較強的粘接能力，從而可望實現(xiàn)雙酚A縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂膠粘劑在超音速飛行器吸波涂層中的工程應用。
(文/管建國，王維，龔榮洲 武漢工業(yè)大學材料復合新技術國家重點實驗室)
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