環(huán)氧樹脂柔性粘合固化劑的應(yīng)用研究三
膠粘劑的力學(xué)性能與固化劑的分子結(jié)構(gòu)有密切關(guān)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?xì)渲炬?（CH2）6 -，并有反應(yīng)活性很高的脂肪胺基團(tuán)，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(qiáng)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(duì)不同配比的膠粘劑的剝離強(qiáng)度的影響?？梢?，隨著（Mc）的增大，膠粘劑的剝離強(qiáng)度出現(xiàn)最大值。這是因?yàn)殡S著ATPU分子量的增大，一方面，膠粘劑中交聯(lián)密度和內(nèi)聚能密度減少；同時(shí)，膠粘劑的流動(dòng)性、潤(rùn)濕性也會(huì)變差，從而降低膠粘劑對(duì)鋁合金金屬的附著力（見圖 3）；另一方面，交聯(lián)點(diǎn)間的柔性鏈段變長(zhǎng)，改善了膠粘劑的柔韌性（見圖4）。圖2還表明：當(dāng)Mc較小時(shí)，柔性固化劑與環(huán)氧樹脂的當(dāng)量比在1.0時(shí)，膠粘劑的剝離中度最大。當(dāng)ATPU或交聯(lián)密度減少而降低力學(xué)強(qiáng)度。但隨著Mc的增大，柔性固化劑的用量對(duì)膠粘劑剝離強(qiáng)度的影響變少。
圖3 ATPU分子量對(duì)膠粘劑的附著力的影響
圖4 ATPU分子量對(duì)膠粘劑的柔韌性的影響
試驗(yàn)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(shí)，表干時(shí)間小于24小時(shí)，72小時(shí)后其綜合力學(xué)性能達(dá)到80℃固化6h的性能，即其剝離強(qiáng)度 ≥58N/cm，附著力≥14.6 MPa，同時(shí)柔韌性<12 mm。這說(shuō)明通過分子設(shè)計(jì)并合成結(jié)構(gòu)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(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)，綜合力學(xué)性能進(jìn)一步提高。同時(shí)具有常溫固化和對(duì)鋁合金金屬較強(qiáng)的粘接能力，從而可望實(shí)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(yīng)用。
(文/管建國(guó)，王維，龔榮洲 武漢工業(yè)大學(xué)材料復(fù)合新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)
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