环氧树脂粘合剂热氧老化行为研究

研究了环氧树脂粘合剂的热氧老化行为,并用热失重分析仪(TG)和傅立叶红外光谱仪(FTIR)分析了其热氧老化的机理.结果表明,环氧胶接接头的剪切强度随着老化时间的增加,呈现出先增加后下降的趋势,并且其下降幅度随老化温度的增加而增大;在较低温度条件下粘合剂的失重是由脱湿或试样中低分子物的挥发造成的,而在较高温度条件下,粘合剂的失重主要是由老化过程中粘合剂分解产生的低分子量挥发物造成的;空气中的氧气是影响粘合剂热降解的重要因素.     

结构阻尼复合材料热老化性能研究

结构阻尼复合材料具有高比强度、高比模量、高阻尼等特性,用于船舶领域具有减振降噪的优良特性。为了研究结构阻尼复合材料在热环境下性能演变规律,本研究以玻纤复合材料及共固化阻尼改性的结构阻尼复合材料为研究对象,开展了结构阻尼复合材料力学性能、阻尼性能,及其耐湿热老化性能研究。研究发现:经阻尼处理后,复合材料的阻尼性能提高了1倍;短时热老化试验,对阻尼复合材料的力学和阻尼性能影响较小;通过长期热老化试验并根据阿伦尼乌斯方程,建立了结构阻尼复合材料的寿命方程,并推算出其最高使用温度为82.1℃,满足预期使用需求。     

环氧树脂复合材料的耐热氧老化改性

针对环氧树脂复合材料抗热氧老化性能差、表面易发白等缺点,以碳纳米管、石墨烯和二硫化钼为改性填料,研究了3种填料及其复配体系对环氧树脂复合材料抗热氧老化性能的影响。电阻测试结果表明,二维纳米材料可一定程度上延缓热氧条件下环氧树脂老化过程中的电阻上升趋势,其中石墨烯效果最为明显;同时样品的老化宏观表现和扫描电镜微观图像都表明,石墨烯这类片层状纳米填料的引入对于延缓老化具有正面效果,可以明显改善环氧树脂复合材料在老化过程中的表面发白现象。     

先进聚合物基复合材料的热氧老化研究

研究了Ｔ３００／５４０５和Ｔ３００／ＨＤ０３两种复合材料在５５００ｈ热氧老化中的失重率,力学行为和玻璃化转变温度随老化时间的变化规律。同时,对热氧老化机理进行了论述。     

热氧老化对碳纤维双马树脂基复合材料性能的影响

采用三点弯曲测试方法,研究热氧老化对碳纤维双马树脂基复合材料弯曲性能的影响,分析复合材料的失重行为以及不同老化时间下的弯曲性能、断口形貌、动态力学性能和红外谱图。结果表明:随着老化时间的增加,老化温度为100℃时的质量损失率逐渐趋于平稳,180℃时的质量损失率逐渐增加。老化温度为100℃时,只是物理老化,没有新物质的生成;而老化温度为180℃时,发生了化学老化,产生了热老化效应和氧化反应,引起了基体性能和界面性能的退化。热氧老化对复合材料弯曲强度的影响要大于对弯曲模量的影响。     

碳纳米管增强环氧树脂复合材料阻尼性能的研究

采用热压成型法制备出碳纳米管环氧树脂复合材料,并对其分散性能和阻尼性能进行了研究。扫描电镜(SEM)分析表明,通过超声振荡处理和分散剂辅助处理可以将碳纳米管较好地分散在环氧树脂基体材料中。采用自由振动对数衰减率法和动态热机械分析仪(DMTAⅤ)对复合材料的阻尼性能进行了测试,结果表明,在环氧树脂基体中加入碳纳米管能够提高复合材料的阻尼性能,并且随着碳纳米管质量分数的增加,复合材料的阻尼性能不断增强,掺加直径为10~20nm的碳纳米管比掺加直径为30~50nm的碳纳米管能更大地提高复合材料的阻尼性能。     

ZN － 1阻尼橡胶材料的老化机理研究

采用加速老化试验方法对ZN-1阻尼橡胶材料的热氧老化性能进行了研究,获得了不同老化温度及老化时间对硅橡胶泡沫材料力学性能及阻尼性能的影响规律.研究结果表明,随着老化温度的升高及老化时间的延长,ZN-1的拉伸强度出现了先下降后升高的现象,而扯断伸长率则表现为单调下降的趋势.同时,还研究了ZN-1阻尼橡胶材料在热氧老化条件下微观结构与性能变化之间的关系,得到了ZN-1阻尼橡胶材料的热老化机理.     

热氧老化对尼龙6结晶行为与性能的影响

通过熔融共混法制备了添加稳定剂的稳定化尼龙6和不加稳定剂的尼龙6。采用差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、动态力学性能(DMA)、红外光谱等方法研究了尼龙6在160℃高温环境中热氧老化不同时间后结晶行为及性能的变化。结果表明,随着热氧老化时间延长,尼龙6的结晶温度、结晶度及拉伸强度呈先上升后下降趋势,冲击韧性下降,储存模量提高;稳定剂的存在提高了尼龙6的结晶温度、结晶度及力学性能保持率,但对其玻璃化转变温度影响不大;热氧老化36h以后,尼龙6以γ晶型为主,稳定化尼龙6以α晶型为主。     

动态注射成型聚丙烯制品的热氧老化性能

利用电磁动态注射机注射成型聚丙烯试样制品,并用热老化试验箱人工加速其试样的老化降解。对比分析了稳态注射和动态注射成型的聚丙烯试样制品热氧老化期间力学性能的变化规律,用红外光谱(FT-IR)分析了聚丙烯试样制品老化前后羰基含量的变化情况。研究结果表明,采用动态注射成型技术,不但可以提高聚丙烯制品的力学性能,而且还能有效提高制品的抗热氧老化性能。制品在热氧老化过程中,其力学性能保持率高于稳态注射成型的聚丙烯制品。采用振频为8 Hz、振幅为0.10 mm的动态注射成型的聚丙烯试样制品的抗热氧老化性能最好。     

环氧胶粘剂及其胶接界面热氧老化机理研究

采用红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电镜对环氧胶粘剂的热氧老化机理进行了研究。同时,对环氧胶接结构进行了力学性能分析,研究了热氧环境对其力学性能退化的影响。结果表明,环氧胶粘剂在热氧加速老化中发生的化学反应主要有后固化反应和氧化反应。热氧老化过程中,环氧胶中的羟基被氧化为醛基化合物,亚甲基被氧化为酰胺。热氧加速老化后的力学性能表明,环氧胶材料本体的耐老化性能好,界面粘接强度具有较好的稳定性。     

玻璃纤维/溴化环氧乙烯基酯加速老化与自然老化的相关性

选取我国典型气候条件下的万宁和拉萨这两个试验站,进行玻璃纤维/溴化环氧乙烯基酯3年的自然环境老化试验;同时在实验室环境下进行了玻璃纤维/溴化环氧乙烯基酯的湿热老化、热空气老化、光老化和高温浸水人工加速老化试验。测试老化后玻璃纤维/溴化环氧乙烯基酯的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度等力学性能,研究了玻璃纤维/溴化环氧乙烯基酯在自然和实验室环境下的老化规律。用灰色理论中的灰色关联分析法计算了自然环境老化试验与人工加速老化试验的相关性。结果表明：以压缩强度为性能指标时,试验室加速光老化试验与自然环境老化试验的相关性最大,关联度达到了0.75左右。计算得到了加速光老化对拉萨和万宁自然老化的加速因子（AF）和加速转换因子（ASF）,两地的ASF最终分别稳定在5.28和7.25。     

纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂的力学特性和老化特性

作为高压电机主绝缘的重要组成部分,环氧桐马酸酐黏合剂的性能与电机安全稳定运行密切相关。为改善环氧桐马酸酐黏合剂的力学特性和耐老化特性,制备了质量分数分别为1wt%、2wt%、3wt%和4wt%的纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂,测试了其弯曲强度和冲击强度以及老化前后的击穿场强。结果表明:1wt%纳米SiO_2含量的纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂的弯曲强度提高24.79%,含2wt%纳米SiO_2的黏合剂冲击强度提高47.11%。老化前,纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂的击穿场强随纳米SiO_2含量的增加先增加后减小,2wt%含量时达到最大值,提高7.3%。电老化后和热老化初期,含1wt%和2wt%纳米SiO_2的黏合剂击穿场强高于原始黏合剂,28天热老化后,各含量黏合剂的击穿场强与原始黏合剂趋于一致。     

环氧树脂胶粘剂应用进展

阐述环氧树脂胶粘剂研究现状及应用发展。     

填充改性环氧灌封胶的研制

以双酚A型环氧树脂为基料,苯酐为固化剂,咪唑类为促进剂,苄基缩水甘油醚为稀释剂,硅微粉为填充改性剂制得了性能优异的电器灌封胶。考察了硅微粉的种类及用量对环氧灌封胶的凝胶化时间,冲击强度,吸水率,体积电阻率的影响。     

Fatigue response up to 109 cycles of a structural epoxy adhesive

In the present paper, the very‐high‐cycle fatigue (VHCF) response of a structural adhesive used for automotive applications, Betaforce 4600G modified with microspheres, has been experimentally assessed. Ultrasonic fully reversed tension–compression tests up to 10⁹ cycles have been carried out with the testing machine developed by the authors on adhesives without macroscopic defects and on adhesives with artificial defects, inserted during the butt‐joint preparation. Fracture surfaces have been observed with the optical microscope and the P‐S‐N curves estimated. Experimental results have shown that defect location significantly affects the VHCF strength and fracture surfaces exhibit a peculiar morphology with three distinct characteristic regions.     

纳米TiO_2对复合固化环氧树脂胶粘剂的改性研究

通过添加具有活性的纳米TiO_2对异佛尔酮二胺(IPD)与酰胺基胺树脂作为复合固化剂的环氧胶粘剂体系进行改性,实验结果表明:随着纳米TiO_2的适量加入,环氧胶粘剂体系的物理性能得到很大改善,当纳米TiO_2的加入量达到6%(Wt)时,达到最佳值,与纯树脂体系相比,弯曲强度提高96%,弯曲模量提高38%,冲击强度提高180%.而此时的环氧复合胶粘剂体系的粘接性能也比纯树脂均有所提高,剪切强度提高39%、剥离强度提高28%,以及玻璃化温度提高6%.可见,纳米TiO_2的加入对环氧胶粘剂体系具有明显的增强作用.     

室温固化环氧树脂结构胶粘剂的研究

制备了室温快速固化综合性能较好的聚氨酯改性环氧树脂结构胶粘剂,探讨了增韧剂,固化剂等因素对胶 粘剂力学性能的影响,通过扫描电镜分析了胶粘剂断裂面的形貌特征,研究了胶粘剂形貌特征与力学性能的关系.研究结果表明:聚氨酯增韧环氧树脂既有物理交联产生"强迫互溶"和"协同效应",又与环氧树脂发生了化学反应,产生的化学键进一步加强了聚合物交联密度和聚合物的强度,当PU预聚体含量为环氧树脂40%时,聚氨酯与环氧树脂形成的互穿网络聚合物互穿程度最大,制备的胶粘剂力学性能最优,室温剪切强度达到20.16MPa.     

紫外老化对碳纤维增强环氧树脂复合材料性能的影响

采用拉挤成型工艺制备碳纤维增强环氧树脂基复合材料,并对其进行人工加速紫外老化实验,对不同老化时间的试样进行弯曲强度测试、冲击强度测试、动态热机械分析(DMA)。结果表明,紫外老化仅影响到受紫外辐射的碳纤维环氧复合材料最外层,使对外层性能敏感的力学性能下降;紫外老化使复合材料玻璃化转变温度(Tg)提高,老化前期提高幅度相对较大,后期变化不明显;随着老化时间的增加,受到紫外辐射的最外层碳纤维/环氧树脂界面受到一定程度削弱。     

混酸介质加速老化条件下玻璃纤维/溴化环氧乙烯基酯复合材料的耐久性

针对纤维增强塑料排烟筒工程应用中采用的玻璃纤维/溴化环氧乙烯基酯(GF/VE)复合材料和碳纤维-玻璃纤维/溴化环氧乙烯基酯(CF-GF/VE)复合材料分别进行混酸介质(H2SO4、HF、HCl和HNO3混合溶液)加速腐蚀试验,考察了3种温度下(25℃、55℃、80℃)的混酸介质浸泡后GF/VE与CF-GF/VE复合材料的质量及弯曲性能变化,并结合动态热力学性能、微观结构等分析了材料的性能衰减机制。结果表明:相同浸泡条件下,试样GF/VE的质量增重率高于CF-GF/VE,酸性介质在GF/VE和CF-GF/VE内部的扩散活化能分别为8.798kJ·mol-1和10.959kJ·mol-1;80℃浸泡2 160h后,CF-GF/VE复合材料的弯曲强度保留率为75.29%,而GF/VE的弯曲强度保留率仅为58.84%;DMA研究结果表明:常温条件下的腐蚀浸泡对材料的玻璃化转变温度Tg影响较小,加温条件下试样的Tg显著降低;SEM研究发现:混酸介质浸泡后,试样表面出现许多孔洞,同时纤维/基体界面发生了明显的脱粘破坏。     

环氧胶接接头在水中的老化行为研究

主要研究了环氧胶接接头在不同温度水中的老化行为,并用扫描电镜(SEM)和傅立叶红外光谱仪(FTIR)分析了其失效的机理.结果表明,提高温度可以加速环氧胶接接头在水中的老化;环氧胶接接头在水中破坏失效的原因主要是渗入到胶接层的水分子取代了胶粘剂分子在金属表面的粘附.