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怎样设计出环氧胶粘剂的最佳配方
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  要设计出环氧胶粘剂的最佳配方,达到所要求的胶接性能,就必须了解环氧胶粘剂的粘附机理和胶接的破坏机理。我国在这方面已做了大量研究,并提出了许多理论,虽然都还存在一些不足之处,但是已阐明和解决了不少实际问题,大大推动了环氧胶粘剂的开发应用。关于环氧树脂胶粘剂配方设计的基本原则,应把握好以下三个方面。

一、胶粘剂阶性质与胶接性能的关系。胶粘剂的性能对胶接性能具有决定性的影响,对胶粘剂的配方设计至关重要。接头中胶层和界面层的性能主要取决于胶粘剂的结构、性能及其固化历程,当然还与被粘物的表面结构和性质等有关。本节讨论的胶粘剂的性质是指固化后的胶层和界面层阶性质。影响胶接性能的胶粘剂性能主要有:

  (1)胶粘剂的强度和韧性。前者是胶粘剂抵抗外力的能力,而后者是降低应力集中、抵抗裂纹扩展的能力。提高胶粘剂的强度和韧性有利于提高接头的胶接强度。

  (2)胶粘剂的模量和断裂伸长率。二者影响胶接接头的应力分布。低模量和高断裂伸长率的胶粘剂会大大提高“线受力”时的胶接强度。但是模量太低、断裂伸长率太大往往会降低内聚强度,反而位胶接强度降低。对这两种影响相反的因素,只有找到它们共同影响下的最佳值,才能得到最好的“线受力”’胶接强度。

  (3)胶粘剂的稳定性和耐久性。这是它抵抗周围环境(温度、湿度、老化、介质侵蚀等)使胶粘剂性能劣化和结构破坏的能力。对提高接头的耐热性、耐湿热性、耐老化性、耐腐蚀性及安全可靠性等有决定性作用。抗剪强度(面受力)和剥离强度(线受力)显然是性质不同的两类性能。前者属于应力范畴,是材料的极限应力(破坏应力);后者与胶粘剂的形变能有关,属于能量范畴,是材料的断裂能(断裂功)。所以有人把剥离强度列为韧性参数。中尾一宗等测定了胶层厚度、温度及测试速度与剥离强度的关系,发现这些参数可以换算,曲线中剥离强度峰的数目与胶粘剂的转变点数目有关。环氧胶粘剂的硬度、模量与胶接性能的关系,可按硬度大小分成四个区域:非结构性胶粘剂、柔性胶粘剂、一般结构胶粘剂和耐热胶粘剂。

  必须指出的是:胶粘剂的性能与胶接性能是相互关联又相互制约的,只有综合考虑、全面权衡,才能设计出所需环氧胶粘剂的最佳配方。

二、确定所需环氧胶粘剂关键性能的主要依据

  (1)按接头中胶层的受力状态和大小选择胶粘剂的性能。若为“面受力”,宜选用内聚强度和粘附强度大、韧性好的胶粘剂。若为“线受力”则宜选用韧性好、模量较小、断裂伸长率较大的胶粘剂。受疲劳或冲击载荷时宜选用韧性好的胶粘剂。
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