胶水固化应力分析
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环氧固化物的内应力固化内应力不均匀温度场的存在是固化内应力产生的主要因素之一。
环氧树脂的导热性差,固化过程中升温速率过快,散热条件不同和冷却速率过快等都会在固化体系内形成不均匀的温度场。
不均匀的固化温度将形成结构不均——的固化物,其收缩也不均匀。
若不均匀收缩是在凝胶后,尤其是在进入玻璃态后发生时,就会因为收缩不均匀而产生内应力,从而造成材料变形、翘曲和性能劣化。
若内应力过材料的内聚强度或界面强度时,就会产生裂纹、脱粘、分层,甚至破坏。
温度内应力环氧固化物的线胀系数与纤维、填料或被粘物的线胀系数相差很大。
在使用过程中随温度的变化两者之间因胀缩不均也会产生内应力,称为温度内应力。
内应力的大小取决于两者线胀系数的差值和温度变化幅度。
固化物在进行机械加工时也会产生内应力。
切削速度愈慢、进刀速度愈快、刀具愈钝,则内应力愈大。
这是由于机械加工时材料与刀具摩擦引起局部过热,刀具过后又迅速冷却造成的。
此外,无应力构件长期放置也会产生内应力。
这是由于环氧材料受温度变化及空气中的水分和氧气作用的结果。
环氧树脂基体产生收缩和内应力的内因归根结底是取决于体系的化学结构和物理结构。
例如树脂和固化剂的分子组成和结构、用量比、交联密度和体系的均匀性等。
因此了解固化体系的结构与其收缩和内应力的关系,从而正确地确定配方和工艺条件就具有重要的实际意义。
降低内应力的途径,内应力的存在不论对外力是起削弱作用还是叠加作用,它都将影响所制得的材料的真实力学性能,使材料的力学性能分散性增大,引起制品翘曲变形,性能劣化,甚至产生裂纹,直至破坏。
所以降低环氧基体的内应力是一个很重要的问题。
要减少内应力可从两方面着手:一是尽量减少内应力的产生;二是使已产生的内应力尽量松弛掉。
这些可以通过材料设计和工艺设计来实现。
支配固化物内应力的主要因素归纳如下:1)玻璃态的收缩率和线胀系数;2)玻璃化温度Tg或Tg与室温的温度差;3)玻璃态的弹性模量。
而这些都取决于原材料(树脂、固化剂、改性剂等)的结构和所形成固化物的结构。
复合材料胶接搭接接头应力分析方法研究张阿盈【摘要】胶接是复合材料结构主要连接方法之一,对胶接接头进行应力分析是保证复合材料安全性、耐久性的关键。
在初步设计阶段,一般采用解析方法对胶接接头进行应力分析及参数研究。
针对复合材料双搭接和单搭接胶接接头,在Tsai等人的理论分析方法(TOM方法)基础上,提出了一种改进的搭接接头剪应力分析方法,该方法考虑了被胶接件的剪切变形,认为被胶接件只有在靠近胶层的半个厚度上产生剪切变形,剪应力沿该半厚度呈线性分布。
算例分析结果表明:本文方法比现有的分析方法更接近于有限元模拟结果,可用于估算复合材料胶接接头剪应力分布。
%Adhesively bonding is an important joint method in composite structures. The stress analysis of adhe sively bonded joint is the key to guarantee safety and durability of composites. Currently, in structure initial design stage, joint stress analysis and parametric study are normally performed with analytical methods. Based on the theoretical solution of Tsai, et al (TOM method), an improved theoretical solution for adhesively bonded single-lap and double-lap joints is proposed, the shear effect in adhesive layer is considered. It is assumed that shear strain only exists in the half thickness of the adhesive layer. The results of improved analytical solution are compared with simulation results of finite element method as well as other existing methods, and show that the improved solutions are more close to numerical results than that of other existing theoretical ones for composite laminates. The proposed method caneffectively estimate shear stress distributions of adhesively bond composite lap joint.【期刊名称】《航空工程进展》【年(卷),期】2012(003)002【总页数】7页(P167-173)【关键词】复合材料;胶接接头;双搭接;单搭接;胶层;剪应力【作者】张阿盈【作者单位】中国飞机强度研究所,西安710065【正文语种】中文【中图分类】V214.80 引言胶接是复合材料结构主要连接方法之一,由于其结构轻、连接效率高、耗时少、成本低、疲劳性、密封性能好等优点,在航空结构上得到了越来越广泛的应用。
环氧胶黏剂应力评价方式1.引言1.1 概述环氧胶黏剂是一种常用的胶黏剂,其具有优异的粘接性能和耐久性,被广泛应用于工业领域。
然而,在实际应用中,由于各种外部力的作用,胶黏剂会受到不同程度的应力。
这些应力可能来自于温度变化、机械加载、湿度变化等多个因素。
对环氧胶黏剂的应力评价至关重要,它可以帮助我们了解胶黏剂在不同应力下的性能表现。
只有通过合适的应力评价方式,我们才能更好地选择合适的环氧胶黏剂,并确保其使用时具有可靠的粘接性能。
本文将介绍目前常用的两种环氧胶黏剂应力评价方式。
第一种方式是基于环氧胶黏剂的力学性能进行评价,包括抗剪强度、拉伸强度、压缩强度等。
通过测试这些力学性能,可以了解胶黏剂在外力作用下的抗拉、抗剪、抗压能力,从而评估其在实际应用中的稳定性。
第二种方式是基于环氧胶黏剂在不同环境下的性能变化进行评价。
这包括胶黏剂在高温、低温、湿度等特殊环境下的粘接性能。
通过模拟实际应用场景中的环境条件,可以测试环氧胶黏剂的耐温性、耐湿性等性能指标,判断其在不同环境下的可靠性。
通过对这两种应力评价方式的总结,我们可以更全面地了解环氧胶黏剂的性能特点,并根据具体应用需求选择适合的环氧胶黏剂。
这将有助于提高胶黏剂的使用效果和使用寿命,从而更好地满足实际应用需求。
1.2 文章结构文章结构部分是对整篇文章的组织和结构进行介绍。
在本篇长文中,文章按照引言、正文和结论三部分来组织。
引言部分在介绍文章的主题前,首先提供了概述,对环氧胶黏剂应力评价方式的研究领域进行了简要的介绍和背景说明。
接下来,介绍了文章的结构,即该长文分为引言、正文和结论三个部分,并简要描述了各个部分的内容和要点。
最后,明确了本文的目的,即为了对环氧胶黏剂应力评价方式进行深入探讨和分析。
文章的正文部分是整个长文的核心,主要涉及两种不同的环氧胶黏剂应力评价方式。
第一种应力评价方式在第2.1节进行了详细介绍,包括其原理、方法和应用领域等内容。
而第二种应力评价方式则在第2.2节进行了较为详尽的叙述,包括其特点、实验过程以及与第一种方式的对比等。
胶水固化应力分析1.液体胶水中的溶剂挥发:胶水在涂布或液相混合后,其中的溶剂会在固化过程中挥发出来。
当液体胶水向固化转变时,挥发速度较快的溶剂会造成胶体内部的应力集中,导致固化应力的产生。
2.固化反应的体积效应:胶水的固化反应通常是一个体积收缩过程,即固化后的体积小于固化前的体积。
这种体积收缩会导致固化应力的产生,并引起胶接结构的变形和应力集中。
3.胶水的粘性变化:胶水在固化过程中,粘度会发生变化。
粘度的增大会导致固化应力的增加,而粘度的减小则会减小固化应力。
为了进行胶水固化应力的分析,可以采用以下方法:1.数值模拟:通过建立数学模型,利用有限元方法等计算手段,对胶水固化过程进行模拟和计算。
通过模拟计算可以得到胶水的应力分布和固化应力的大小,为胶接结构的设计提供参考。
2.实验测试:通过设计合适的实验装置和方法,进行实验测试。
可以通过测量固化胶水的体积变化、应力分布和力学性能等指标,来评估固化应力的大小和对胶接结构的影响。
3.分析固化反应动力学:固化反应动力学是研究固化物质在化学反应中的速率和机理的科学。
通过对胶水固化反应动力学的分析,可以了解固化过程中应力的产生机理,并采取相应的措施来减小固化应力。
为了减小胶水固化应力的影响,可以采取以下措施:1.选择合适的胶水:对于具有较大固化应力的胶水,可以选择具有较小固化应力的胶水替代。
通过对不同胶水的固化应力进行评估和比较,选用合适的胶水来减少固化应力的产生。
2.控制固化条件:固化条件,如温度、湿度等对固化应力有重要影响。
可以通过控制固化条件来减小固化应力的大小,例如降低固化温度或提高固化湿度等。
3.加强胶接结构的设计:通过合理设计胶接结构,如适当增加连接面积、采用适当的连接方式等,可以减小胶水固化应力对胶接结构的影响,提高结构的稳定性。
总之,胶水固化应力的分析对于胶接结构的设计和性能提升具有重要意义。
通过合理选择胶水、控制固化条件和加强结构设计,可以减小固化应力对胶接结构的影响,提高胶接结构的可靠性和稳定性。
胶粘剂:减⼩内应⼒介绍胶粘剂和密封剂结合处产⽣的内应⼒将⼤幅降低内在粘接强度。
内应⼒⼀般在固化过程中产⽣,也可能会由于粘接⾯的逐渐⽼化⽽增⼤。
⽐如,由于基材吸潮膨胀或者⽼化导致体积变化所产⽣的挠曲⼒,会导致内应⼒。
本⽂将集中分析在固化过程中产⽣的内应⼒。
这些内应⼒很难预测和规避,经常出现在粘接和密封界⾯接合处,导致在投⼊使⽤之前,粘接强度已偏离其最终强度。
Figure.1量化展⽰了影响最终粘接强度的各种不同因素。
内应⼒是导致理论最⼤粘接强度难以达到的最关键的影响因素。
其实,对于良好处理的搭接剪切样品来说,粘接强度⼀般等于胶粘剂材料本体强度减去内应⼒。
内应⼒产⽣的主要原因,是粘合剂与被粘基材的物理性能不同,如热膨胀系数,弹性模量,固化过程中的收缩率。
导致内应⼒的原因有很多种,但最常见的有四种:1.粘接处界⾯的应⼒集中,主要是由于粘合剂本体或界⾯处的缺陷,2.粘合剂与基材热膨胀系数不同(主要产⽣于那些固化温度和使⽤温度不同的体系),3.⾮热膨胀因素引起的基材体积变化,4.粘合剂(密封剂)固化过程中的体积收缩。
我们需要良好的内应⼒处理⽅法,最⼤限度地减⼩内应⼒,达到最⼤粘接强度。
本⽂致⼒于分析产⽣内应⼒的根源,并推荐可⾏的改进⽅法,以使配⽅师和终端⽤户能减⼩因此造成的强度降低。
局部应⼒结合处的局部应⼒集中主要由于粘合剂本体或胶体-粘接⾯的不规整导致(⽓泡,缺陷等)。
这些不规整主要缘于粘合剂对被粘基材的润湿性差,或者胶体内部的缺陷(如⽓泡)。
理论粘接强度的损失,是由于胶体内部包覆的⽓体(空腔)产⽣内应⼒所致。
Griffith展⽰,如果有开裂,⽓泡,内部空隙,或其他表⾯缺陷存在时,粘合剂在较低的强度下就会失效。
如果胶体和基材接触⾯的⽓孔都位于同⼀维度且相隔不远时,裂纹会迅速从⼀个空隙扩展到下⼀个。
但是,不同程度的表⾯粗糙度(如Figure.2下半图所⽰),可以阻⽌裂纹的传播。
因此,不仅表⾯粗糙度⾮常重要,粗糙的程度和类型同样重要。
聚氨酯固化应力测试-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分内容如下:聚氨酯是一种重要的聚合物材料,具有广泛的应用领域,例如在涂料、胶粘剂、塑料等方面得到了广泛应用。
而在聚氨酯的生产和应用过程中,固化应力是一个重要的参数需要进行测试和评估。
聚氨酯的固化过程是指聚氨酯预聚体在添加催化剂和其他辅剂后,发生交联反应形成固态的聚合物网络结构的过程。
在这个过程中,由于交联反应的进行,分子间产生了相互吸引的力,导致了固化应力的产生。
固化应力是指在聚氨酯固化过程中,由于交联反应引起的宏观体积变化所产生的应力。
这个应力是由于交联反应导致了聚氨酯内部结构的紧密程度的变化,从而产生了内部张力。
这种固化应力的产生会对聚氨酯的性能和应用产生一定的影响。
对于聚氨酯的生产和应用而言,了解和评估固化应力的大小是非常重要的。
首先,固化应力可以影响聚氨酯的物理性能和力学性能,包括其硬度、强度、韧性等方面。
其次,固化应力也会影响聚氨酯制品的尺寸稳定性,例如在制作聚氨酯制品时,固化应力的释放可能导致制品发生变形或开裂。
因此,对固化应力进行测试和评估,可以帮助生产厂家和用户更好地了解和控制聚氨酯的性能和应用范围。
本文将重点介绍聚氨酯固化应力测试的方法和过程,并分析固化应力对聚氨酯性能的影响。
通过对固化应力的研究,可以进一步优化聚氨酯的制备工艺,提高其性能和稳定性,并拓展其在各个领域的应用前景。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述:第一部分是引言。
该部分首先对聚氨酯固化应力测试进行概述,介绍其研究背景和意义。
随后,阐述本文的目的,即通过研究聚氨酯固化应力的产生机制和测试方法,探讨其在实际应用中的重要性。
最后,给出了整篇文章的结构安排。
第二部分是正文。
首先,介绍了聚氨酯固化过程的基本原理和关键步骤。
在聚氨酯的固化过程中,化学反应会导致物质的体积变化,进而产生内部应力。
因此,接下来的内容将重点讨论固化应力的产生机制,分析影响固化应力的因素,以及固化应力与材料性能之间的关系。
三峡大学硕士学位论文环氧胶粘涂层内应力研究姓名:曹平申请学位级别:硕士专业:机械制造及其自动化指导教师:游敏20050401内 容 摘 要本文首先阐述了胶粘涂层内应力研究的目的和意义,介绍了目前研究进展;论述了胶粘涂层内应力的起因、测试方法及涂层内应力的调控方法。
对聚合物线膨胀系数与弹性模量的测试方法,颗粒增强复合材料线膨胀系数与弹性模量的理论预测模型进行了简单叙述。
首次利用预埋应变片电测法测定了加SiO2填料后对胶层的线膨胀系数的影响,分析了SiO2添加量对环氧结构胶XH-11线膨胀系数的影响。
随着SiO2添加量的增加,胶层线膨胀系数减小;SiO2填料与环氧结构胶XH-11重量比高于0.45时能显著降低胶层的线膨胀系数。
用硅烷偶联剂处理SiO2对胶粘剂线膨胀系数影响不大。
拉伸应力-应变法可用于测复合材料弹性模量与泊松比,加入SiO2填料增加环氧胶粘剂弹性模量,降低泊松比。
对板上胶层温度上升时的热应力分布进行了有限元分析,分析结果与实验结果吻合。
涂层在界面处压应力最大;随着距界面距离的增加,应力变小;涂层表面横向应力为较小的拉应力。
涂层边缘存在应力集中现象,纵向应力集中程度比横向大,纵、横向应变相互制约。
通过实验,分析了用预埋应变片法研究SiO2填料对胶层固化内应力影响的不适用性。
用双金属基体胶层法测出了胶层固化内应力,当SiO2填料与胶粘剂重量比为0.15-0.45时,能有效降低涂层固化内应力;过量加入SiO2填料反而增大涂层固化内应力。
研究了SiO2对XH-11结构胶剪切和拉伸强度的影响。
无论SiO2是否经过硅烷偶联剂处理,适当的添加量都能提高胶粘剂的强度。
SiO2不经偶联剂处理时,填料与胶粘剂重量比为0.25时,剪切强度最大;比值为0.15时,拉伸强度最大。
偶联剂处理后,比值为0.03时,剪切强度最大;比值为0.015时,拉伸强度最大。
关键词:胶粘涂层 二氧化硅填料 内应力AbstractIn the first part of the dissertation, the object and present research situation of the study on adhesive coats’ curing stress have been critically introduced. And the origination, measuring and curbing methods of curing stress in adhesive coats are discussed. In addition, there is a simple description about the testing ways on Young’s modulus and linear expansion ratio of the polymer, as well as the theoretical calculating model of them about particle strengthening composites.The linear expansion ratio is studied through embedded strain gauges for the first time. With the quantity of SiO2 addition increasing, the linear expansion falls. When the weight rate of them surpassed 0.45, the linear expansion ratio reduced sharply and that silane treated SiO2 particle has nearly no affect on it.The Young’s modulus and Poisson’s ratio can be measured in means of the tensile stress-strain way. With the SiO2 addition increasin g,the former increases and the latter decreases.There is an analysis about the thermal stress distribution in an adhesive coat based on a steel base by FEM when the temperature increases. And the result is in concordance with the experiment. The smaller is the distance to interface, the bigger is the thermal stress. The phenomenon of stress concentration can be found in all the edges of the coat and it is much clearer in the lengthwise direction than in the crosswise. The method of measuring curing inner stress with embedded strain gauges is proved to be unsuitable to study the affect of SiO2 addition on adhesive curing stress. Coat curing stress is measured in a new way with double base coat. It indicates that the curing stress can be effectively curbed when the weight rate of SiO2 and adhesive is between 0.15 and 0.45. In addition, the bigger rate can make the curing stress increased.The affect of SiO2 addition on shear strength and tensile strength has been studied. Whether the SiO2 is treated or untreated by silane, proper SiO2 addition can increase both shear strength and tensile strength. To the untreated SiO2, the weight rate 0.25 of particle and adhesive is optimal for shear strength and the rate 0.15 is best for tensile strength. To the treated SiO2, the rate 0.03 is best for shear strength and the rate 0.015 is optimal for tensile strength.Key Words: adhesive coats silica filler inner-stress三峡大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
UV胶水固化后的收缩起因和解决方法紫外光固化胶黏剂(UV-固化胶黏剂,简称UV-胶黏剂)由于固化速度快、无溶剂、生产效率高、节省能源等优点而日益受到重视,因而近10年来发展十分迅速。
近年来国际上UV-固化胶黏剂的用量以每年20%的速度增长,国内由于电子工业和其他制造业的快速发展,UV-固化胶黏剂的用量增长更快。
UV胶黏剂按固化反应分为自由基型和阳离子型,目前的95%以上是丙烯酸酯自由基型,其特点是固化过程中体积收缩率一般比较大。
由于胶黏剂使用时涉及到两个被粘界面,相比于涂料、油墨等UV-材料,固化过程中由于收缩产生的应力和体积上的缺陷更加难以消除,所以对降低收缩率的要求更高。
体积收缩的产生不但影响粘接的尺寸精度,而且会直接导致粘接力下降。
对于刚性材料的粘接,容易产生纹状空隙甚至开裂,对于柔性材料容易产生翘曲变形。
所以降低甚至消除固化过程中的体积收缩,对于提高粘接的尺寸精度和粘接强度,扩展UV-胶黏剂的适用范围,具有重要意义。
本文分析讨论了UV-胶黏剂体积收缩的产生原因、影响因素、研究方法以及收缩率和收缩应力的关系,以期针对不同的使用需求,找到降低收缩率的有效方法。
1 收缩率产生机理UV-胶黏剂固化过程中产生的体积收缩,原因在于固化过程原子间的排列的紧密程度的变化。
其中主要原因是固化过程中聚合反应带来的原子间的距离的变化,其次是从单体到聚合物过程中产生的熵的变化,即自由体积的变化。
由于UV胶黏剂热膨胀系数在10-4的数量级,所以由于热胀冷缩带来的体积变化很小,这里不作讨论。
UV胶黏剂的固化反应分为自由基型和阳离子型,这两种反应都伴随着原子间距离的变化。
自由基型UV胶的收缩率比较大,一般在5%~10%,通过阳离子型或其他方法改进后的UV胶可达到接近2%,而通常环氧树脂胶黏剂的固化收缩率在2%~3%(图1)自由基型UV胶黏剂,采用的主体树脂(低聚物)和稀释单体都是丙烯酸酯类。
在聚合过程中,本来以范德华力作用的丙烯酸酯单体分子,变成了共价键连接,相应原子间的距离从0.3~0.5nm缩短到0.154nm(图2(a)),缩短了约一半。
树脂固化时体积收缩内应力的本质及消除途径树脂固化时产生的体积收缩和内应力是由于固化过程中发生的分子间结合或化学反应导致材料体积变化,从而产生内部应力的结果。
在实际应用中,树脂的体积收缩和内应力会对制品的形状稳定性、机械性能、尺寸精度等产生负面影响。
因此,如何有效消除树脂固化过程中的体积收缩和内应力对于提高制品质量和性能至关重要。
一、体积收缩和内应力的本质1.1树脂固化时的体积收缩树脂固化时的体积收缩是指固化后树脂材料的体积减小的现象。
体积收缩通常发生在树脂发生聚合反应或交联反应的过程中。
在聚合或交联过程中,分子间的结合会导致分子之间的距离变短,从而导致整体体积的减小。
不同种类的树脂,其固化时的体积收缩量也会有所不同。
1.2固化后产生的内应力固化后产生的内应力是由于树脂固化时的体积收缩所产生的。
这些内部应力会对材料的结构和性能产生影响,例如会导致材料的变形、开裂或者影响材料的强度等。
二、体积收缩和内应力的消除途径针对树脂固化时的体积收缩和内应力问题,可以通过以下途径来进行有效的消除。
2.1选择低收缩树脂选择低体积收缩的树脂是最直接的方法来减少树脂固化时的体积收缩和内应力。
例如,聚氨酯树脂通常具有较低的体积收缩率,因此在一些对体积稳定性要求较高的应用中会选择聚氨酯树脂作为替代材料。
还可以通过改变树脂中的固化剂配方或者添加特定的填料来减少固化时的体积收缩。
2.2控制固化温度和时间控制固化温度和时间是另一种有效的手段来减少树脂固化时的体积收缩和内应力。
合理的固化温度和时间可以有效地减少体积收缩的程度,从而降低内部应力的产生。
采用缓慢固化的方式也可以降低体积收缩和内部应力的产生。
2.3使用补偿材料在一些对体积稳定性要求较高的应用中,可以采用补偿材料来抵消树脂固化时的体积收缩和内应力。
例如,在铸造过程中,可以采用较硬的模具材料来抵消树脂固化时的体积收缩和内应力。
还可以在树脂材料中添加特定的辅助材料或者使用复合材料的方式来降低体积收缩和内应力。
led封装胶受应力变形裂开
LED封装胶受应力变形裂开可能有以下几个原因:
1.胶水未完全固化,或者使用的固化剂数量不足。
在这种情况下,胶水仍然
具有流动性,容易受到外力影响而产生变形。
2.胶水配比不正确,例如固化剂过多或过少,这会导致胶水的黏度变化,进
而影响其受应力的能力。
3.LED芯片和基板之间的热膨胀系数不匹配。
当LED芯片和基板在受到热冲
击时,由于热膨胀系数的差异,会产生应力,导致胶裂。
4.封装过程中产生的气泡。
这些气泡在受到外力时,会变成应力的集中点,
导致胶裂。
5.储存环境恶劣,如温度波动大、湿度高等,也会导致封装胶裂开。
为了解决这个问题,可以采取以下措施:
1.确保胶水完全固化,并使用正确数量的固化剂。
2.严格按照配比进行胶水调配。
3.选择与LED芯片和基板热膨胀系数相匹配的封装胶。
4.在封装过程中尽量避免气泡的产生。
5.储存环境要保持稳定,避免极端温度和湿度。
如果上述措施仍然无法解决问题,可能需要考虑更换封装材料或寻找其他更合适的封装方法。
复合材料胶接工艺和胶接接头内应力分析沃西源 涂 彬 夏英伟 房海军(北京空间机电研究所,北京 100076)摘 要 复合材料胶接连接工艺已被人们所肯定,在实践应用中反映出复合材料胶接接头中内应力是影响其胶接性能和耐久性的重要因素之一,文中简述了胶接工艺特点和应具备的主要条件,胶接接头形成和胶接接头内应力分析等内容。
关键词 复合材料 胶接接头 内应力 分析Technics and I nternal Stress Analysis of Adhesive Bonding in Composite MaterialW o X iyuan Tu Bin X ia Y ing wei Fang Haijun(Beijing Institute of S pace Mechanics &E lectricity ,Beijing 100076)Abstract Adhesive bonding which used in manufacture of com posite material was widely accepted by people.In practice and applications ,we found internal stress was the m ost im portant factor which affect the performance of adhesive bonding joint.This paper introduced the characteristic of the technique and the conditions which must be provided of ad 2hesive bonding in briefly.The form of the bonding joint and the analysis of adhesive bonding were als o expounded in this article.K ey Words C om posite material Adhesive bonding joint Internal stress Analysis收稿日期:2007-11-281 引言复合材料是一种由多种性质极不相同的材料组成的多相材料。
胶层释放应力-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分:胶层释放应力是指在胶层(如胶合板、胶合木等)中由于内部应力的积累或外部力的作用而产生的一种释放形式,其释放程度和方式可以对胶层的性能和稳定性产生重要影响。
胶层释放应力是胶合材料工程领域中的重要研究内容,对于提高胶层产品的质量和延长使用寿命具有重要意义。
本文将就胶层释放应力的定义、影响因素和作用机制进行剖析,通过深入分析胶层释放应力的相关知识,探讨其在胶合材料工程中的重要性及未来研究方向,希望可以为胶层产品的研发和应用提供一定的参考和借鉴。
json"1.2 文章结构": {"本文主要分为引言、正文和结论三部分。
具体结构如下:1. 引言部分将对胶层释放应力进行概述,介绍文章的结构和目的。
2. 正文部分将分为三个小节:2.1 胶层释放应力的定义:将详细解释胶层释放应力的含义及其重要性。
2.2 胶层释放应力的影响因素:将讨论影响胶层释放应力大小的因素有哪些。
2.3 胶层释放应力的作用机制:将探讨胶层释放应力的作用机制及其在工程中的应用。
3. 结论部分将总结胶层释放应力的重要性,展望未来研究方向,并得出结论。
此结构将全面展示胶层释放应力的相关知识,帮助读者深入了解这一领域的重要性及发展方向。
"}1.3 目的本文旨在探讨胶层释放应力在材料科学中的重要性和作用机制。
通过深入分析胶层释放应力的定义、影响因素和作用机制,旨在帮助读者更全面地理解胶层释放应力在材料应力分布和性能改善方面的作用。
通过本文的研究,期望能为未来相关领域的研究提供新的思路和方向,推动材料科学领域的发展。
}请编写文章1.3 目的部分的内容2.正文2.1 胶层释放应力的定义胶层释放应力是指在胶层结构中由于外界环境或加载作用导致的内部应力积累,最终通过某种途径进行释放或缓解的过程。
胶层释放应力在胶层结构中具有重要的作用,它不仅影响着胶层的性能和稳定性,还对整个结构的寿命和可靠性产生着重要影响。
环氧树脂固化过程中的收缩和内应力【导言】在化学领域中,环氧树脂是一种重要的聚合物材料。
它具有极高的稳定性和耐用性,因此在各个领域都有广泛的应用。
然而,由于环氧树脂的固化过程中存在收缩和产生内应力的问题,这给其应用带来了一定的挑战。
本文将对环氧树脂固化过程中的收缩和内应力进行全面评估和探讨,并分享个人观点和理解。
【正文】一、环氧树脂的固化过程环氧树脂的固化是指在特定温度和时间条件下,其单体之间发生化学反应,形成交联网络结构的过程。
固化过程可以分为两个主要阶段:缓慢固化阶段和快速固化阶段。
1. 缓慢固化阶段在环氧树脂的缓慢固化阶段,环氧树脂单体与固化剂之间的反应速率较慢。
此时,环氧树脂处于液态,分子之间通过弱的物理作用力相互结合。
在这个阶段,环氧树脂的体积不会发生明显变化,因此不会产生显著的收缩和内应力。
2. 快速固化阶段当固化反应进入快速固化阶段时,反应速率急剧增加,环氧树脂开始形成交联网络结构。
在这个阶段,由于分子间化学键的形成导致分子体积减小,环氧树脂开始发生收缩现象。
与此固化过程中产生的内应力也会逐渐积累。
二、收缩的原因及影响环氧树脂固化过程中的收缩主要有两个原因:分子结构的改变和反应体积变化。
1. 分子结构的改变当环氧树脂单体与固化剂发生反应时,分子结构会发生改变。
在快速固化阶段,分子间的化学键的形成会导致分子体积减小,从而引起收缩现象。
这种分子结构的改变既是环氧树脂能够形成强大网络结构的原因,也是引起收缩和内应力的根本原因之一。
2. 反应体积变化除了分子结构的改变外,固化过程中反应体积的变化也是导致环氧树脂收缩的原因之一。
在快速固化阶段,固化剂与环氧树脂单体之间的反应会释放出大量的热量,导致温度升高。
热胀冷缩效应会导致环氧树脂在固化过程中发生体积收缩,从而引起收缩和内应力。
环氧树脂固化过程中的收缩和内应力对其应用产生了一定的影响。
收缩会导致制品尺寸变化,可能会引起零件变形、变形甚至破裂。
uv固化胶水内应力
UV固化胶水内应力是指胶水在固化过程中产生的内部应力。
UV固化胶水内应力的产生主要是由于固化过程中的体积收缩
不均匀导致的。
UV固化胶水在受到紫外线照射后会发生固化反应,固化反应
会产生热量,并且胶水分子结构的变化也会引起体积变化。
由于固化过程是一个快速反应过程,因此在固化胶水中存在未固化的胶水与已固化的胶水共存的情况。
固化胶水会释放热量,导致固化胶水温度升高,并且固化胶水在固化过程中会发生体积收缩。
体积收缩不均匀会导致固化胶水内部产生应力。
这种应力可能会引起固化胶水的开裂、脆化等问题。
因此,在使用UV固化胶水时,需要进行优化固化条件,控制紫外线照射时间和强度,以减少内应力的产生。
此外,还可以采用添加剂、改变配方等方法来调整固化胶水的性能,避免应力过大。
一维固化收缩应力的研究中国玻璃钢综合信息网日期: 2005-02-21 阅读: 2713 字体:大中小双击鼠标滚屏1引言由玻璃纤维和不饱和聚醋树脂(UP)组成的复合材料广泛用于各种制品生产,在树脂固化过程中由于树脂的体积收缩会产生残余应力。
从而导致树脂的断裂,而且,树脂收缩可能会降低制品的表面质量。
例如在大型构件成型时,产品容易产生变形和翘曲。
许多学者提出树脂固化收缩与残余应力之间有着密切的联系,但大多是理论上定性的说明,至于二者之间的定量关系研究却很少。
本文利用自制的测试固化应力的仪器,测试研究了在凝胶点后的树脂固化时一维固化收缩应力的产生。
通过低温固化反低轮廓添加剂(LPA)控制收缩进一步测试研究其产生情况,观察了低收缩对固化应力的影响。
通过加人LPA,这些应力可以减小甚至消除。
2实验部分本实验所使用的不饱和聚醋树脂为金陵帝斯曼Palatal P6一88KR;促进剂为北京玻璃钢研究设计院生产的环烷酸钴(含有10%活性钴离子),加人量为0.5%;引发剂采用阿克苏公司生产的过氧化甲乙酮(含有8.9%活性氧),加人量为1.5%。
低轮廓添加剂是亚什兰化学试剂公司生产的PVAc类低收缩添加剂LP-4016和PS类SWANCOR 7310添加剂,阻聚剂为氢锟,加人量为0. 2%。
本实验所用的固化应力测试装置是自己设计加工的。
在一个钢模中放置一个细的圆柱形模腔,用以填充树脂。
模腔的下面设计成具有较大的直径(下面的直径比上面的大),目的是在固化过程中锁住树脂。
模腔的上面放置一个螺杆,其头部伸人到树脂中。
模腔用高效液体脱模剂处理,以在固化初级阶段提供从模具壁上脱离的减聚力。
这种装置的优点是树脂在收缩时仅受到纵向约束,在径向上没有限制。
由于树脂收缩,与测力传感器相连的螺杆受到一个向下的力。
这样可以获得固化过程中树脂纵向拉伸应力与时间的函数。
所选的测力传感器的精度为士o. 4N,考虑到树脂模腔的直径为13mm,所以应力测量的精度要好于土0.02MPa,远小于测量的应力(约2MPa)。
一维固化收缩应力的研究中国玻璃钢综合信息网日期: 2005-02-21 阅读: 2713 字体:大中小双击鼠标滚屏1引言由玻璃纤维和不饱和聚醋树脂(UP)组成的复合材料广泛用于各种制品生产,在树脂固化过程中由于树脂的体积收缩会产生残余应力。
从而导致树脂的断裂,而且,树脂收缩可能会降低制品的表面质量。
例如在大型构件成型时,产品容易产生变形和翘曲。
许多学者提出树脂固化收缩与残余应力之间有着密切的联系,但大多是理论上定性的说明,至于二者之间的定量关系研究却很少。
本文利用自制的测试固化应力的仪器,测试研究了在凝胶点后的树脂固化时一维固化收缩应力的产生。
通过低温固化反低轮廓添加剂(LPA)控制收缩进一步测试研究其产生情况,观察了低收缩对固化应力的影响。
通过加人LPA,这些应力可以减小甚至消除。
2实验部分本实验所使用的不饱和聚醋树脂为金陵帝斯曼Palatal P6一88KR;促进剂为北京玻璃钢研究设计院生产的环烷酸钴(含有10%活性钴离子),加人量为0.5%;引发剂采用阿克苏公司生产的过氧化甲乙酮(含有8.9%活性氧),加人量为 1.5%。
低轮廓添7310添加剂,阻聚剂为氢锟,加人量为0. 2%。
加剂是亚什兰化学试剂公司生产的PVAc类低收缩添加剂LP-4016和PS类SWANCOR本实验所用的固化应力测试装置是自己设计加工的。
在一个钢模中放置一个细的圆柱形模腔,用以填充树脂。
模腔的下面设计成具有较大的直径(下面的直径比上面的大),目的是在固化过程中锁住树脂。
模腔的上面放置一个螺杆,其头部伸人到树脂中。
模腔用高效液体脱模剂处理,以在固化初级阶段提供从模具壁上脱离的减聚力。
这种装置的优点是树脂在收缩时仅受到纵向约束,在径向上没有限制。
由于树脂收缩,与测力传感器相连的螺杆受到一个向下的力。
这样可以获得固化过程中树脂纵向拉伸应力与时间的函数。
所选的测力传感器的精度为士o. 4N,考虑到树脂模腔的直径为13mm,所以应力测量的精度要好于土0.02MPa,远小于测量的应力(约2MPa)。
涂料固化过程中体积收缩的内应力涂料这玩意儿,大家都不陌生吧?可您知道涂料固化过程中体积收缩产生的内应力是咋回事吗?涂料涂在物体表面,就好像给它穿上了一件新衣服。
可这新衣服在固化的时候,却会闹点小脾气,产生内应力。
这内应力就像是个调皮的小孩,在涂料的世界里捣乱。
想象一下,涂料原本是自由自在的液体,能随意流动,占据着空间。
可一旦开始固化,它们就像是被施了魔法,不得不停下脚步,紧紧地靠在一起。
这一靠,问题就来了!空间变小了,它们开始互相挤压,这不就产生了内应力嘛。
涂料固化就好比一场拥挤的聚会,大家都想找到自己的位置,可地方有限,只能相互挤着。
内应力就是在这种拥挤中产生的。
而且这内应力的大小,和涂料的成分、固化的条件都有关系。
比如说,涂料里的树脂如果太“固执”,不愿意变形,那内应力就容易变大。
这就好像一个脾气倔强的人,很难妥协,就容易和别人产生大的冲突。
再比如,固化的速度太快,涂料分子还没来得及调整好位置,就被“定住”了,内应力能不大吗?这就像跑步的时候突然被拉住,身体肯定会不舒服呀!那内应力会带来啥后果呢?这可严重啦!它可能会让涂层出现裂缝、起泡,就像人的皮肤干裂、长痘痘一样,多难看呀!而且还会影响涂层的附着力,让涂料这层“新衣服”不牢固,容易脱落。
那怎么解决这个问题呢?其实办法还是有的。
可以调整涂料的配方,让树脂变得更“随和”些,减少内应力的产生。
还可以控制固化的条件,别让固化速度太快,给涂料分子足够的时间找到自己舒服的位置。
总之,涂料固化过程中体积收缩的内应力可不是个小问题,咱们得重视起来,想办法解决它,才能让涂料发挥出最好的效果,给物体穿上漂亮又结实的“新衣服”!您说是不是这个理儿?。
一种结构胶固化应力测试装置及测试方法说实话一种结构胶固化应力测试装置及测试方法这事,我一开始也是瞎摸索。
我先来讲讲这个测试装置吧。
我那会就想着肯定得有个东西能固定住结构胶,就像我们给东西打胶水的时候,得用个夹子把要粘的两部分夹紧,固定得牢牢的。
所以我一开始就找了两块金属板,把结构胶涂在中间,然后用螺丝拧得死死的,想着这样相当于给结构胶一个初始的状态。
这时候就碰到问题了,怎么测量应力呢?我试过在金属板上打孔,想把那种小型的应力传感器塞进去,就跟给气球打气的时候要把气针插入气球口一样。
但是我很快发现不行,因为这种操作很容易破坏结构胶的固化过程,而且测量的数据也不准确。
我当时那叫一个沮丧啊,感觉自己白忙活一场。
后来我又想,既然从结构胶里面测量不行,能不能从外面测量它对金属板的压力呢?我就重新做了一组,这次我在金属板周围贴了应变片,这就好比给一个人贴上肌肉检测的东西一样。
然后在结构胶固化的时候,应变片就能把金属板受到的力转化为电信号,通过仪器就能读取应力值了。
不过这里我又犯了一个错,我没考虑到温度的影响。
在结构胶固化时会发热,而温度对金属板和应变片都有影响,最后数据就乱七八糟的。
再后来我就长记性了,做新的测试的时候专门设计了一个有温度补偿功能的小装置。
就像是给整个测试系统穿了一件恒温的衣服一样。
这次总算成功了不少。
对于测试方法这块,我觉得一定要保证每次涂结构胶的量相同,就好比我们做菜放调味料,每次放一样多才能保证味道稳定。
所以我用了专门的注射器来精确控制结构胶的量。
还有就是固化的环境,我发现不同的湿度和温度下,即使是同样的结构胶,固化应力也会有很大区别,就像人在不同的季节里情绪波动可能会不一样。
所以一定要有个标准的固化环境,我自己是做了个小的恒温恒湿的盒子。
我现在也还在不断探索中呢,可能还有更好的方法存在。
我就希望我这些经验能够给同样想搞这个结构胶固化应力测试的朋友一点启发。
一维固化收缩应力的研究中国玻璃钢综合信息网日期: 2005-02-21 阅读: 2713 字体:大中小双击鼠标滚屏1引言由玻璃纤维和不饱和聚醋树脂(UP)组成的复合材料广泛用于各种制品生产,在树脂固化过程中由于树脂的体积收缩会产生残余应力。
从而导致树脂的断裂,而且,树脂收缩可能会降低制品的表面质量。
例如在大型构件成型时,产品容易产生变形和翘曲。
许多学者提出树脂固化收缩与残余应力之间有着密切的联系,但大多是理论上定性的说明,至于二者之间的定量关系研究却很少。
本文利用自制的测试固化应力的仪器,测试研究了在凝胶点后的树脂固化时一维固化收缩应力的产生。
通过低温固化反低轮廓添加剂(LPA)控制收缩进一步测试研究其产生情况,观察了低收缩对固化应力的影响。
通过加人LPA,这些应力可以减小甚至消除。
2实验部分本实验所使用的不饱和聚醋树脂为金陵帝斯曼Palatal P6一88KR;促进剂为北京玻璃钢研究设计院生产的环烷酸钴(含有10%活性钴离子),加人量为0.5%;引发剂采用阿克苏公司生产的过氧化甲乙酮(含有8.9%活性氧),加人量为1.5%。
低轮廓添加剂是亚什兰化学试剂公司生产的PVAc类低收缩添加剂LP-4016和PS类SWANCOR 7310添加剂,阻聚剂为氢锟,加人量为0. 2%。
本实验所用的固化应力测试装置是自己设计加工的。
在一个钢模中放置一个细的圆柱形模腔,用以填充树脂。
模腔的下面设计成具有较大的直径(下面的直径比上面的大),目的是在固化过程中锁住树脂。
模腔的上面放置一个螺杆,其头部伸人到树脂中。
模腔用高效液体脱模剂处理,以在固化初级阶段提供从模具壁上脱离的减聚力。
这种装置的优点是树脂在收缩时仅受到纵向约束,在径向上没有限制。
由于树脂收缩,与测力传感器相连的螺杆受到一个向下的力。
这样可以获得固化过程中树脂纵向拉伸应力与时间的函数。
所选的测力传感器的精度为士o. 4N,考虑到树脂模腔的直径为13mm,所以应力测量的精度要好于土0.02MPa,远小于测量的应力(约2MPa)。
因此所测量的结果精度较高。
模腔内树脂固化收缩示意如图1所示。
测试步骤为①将应力传感器通过信号放大器与计算机相连,仔细检查各仪器连接是否正确;②应力测试仪的上下两部分用螺钉连接,模腔内用高效液体脱模剂涂刷几次,测试螺杆也用该脱模剂涂刷数次,以保证树脂固化后脱模不粘模;③按配方配制树脂,待模腔中脱模剂挥发后将树脂倒人,至与模腔顶端距离约2mm;④测试仪旋入联接件(旋入较深),再整体旋入固定底座,调整测试仪高度到合适位置,测试螺杆与称重传感器连接,使螺杆头伸人到树脂中;(5)放入加热管加热并利用热电偶监控温度,启动计算机集程序观察应力示数,同时加热测试仪;待测试仪温度上升到指定值后开始采集应力数据;持续约7h后停止加热,保存数据;⑦拆下加热管和热电偶,测试仪旋入联接件中使螺杆退出传感器,整体从底座上拆下⑧进行树脂脱模。
3、果与分析图图2,3显示了加入不同含量LP401 b的树脂体55℃和82℃固化过程中一维固化应力的发展。
在最初的固化阶段应力保持为零,此时树脂为液态。
在该阶段树脂收缩被树脂从螺杆头部向圆柱体下面的流动所补偿。
当树脂达到凝胶点时应力开始产生。
加入较少LYA含量的树脂因收缩而产生拉伸应力,因为树脂中具有LPA的中间体,一段时间后拉伸应力减小。
含有4. 5% LPA-4016的树脂固化应力最大。
随着LPA含量的增加,应力减小。
加人较大含量LPA的树脂因树脂膨胀,在55℃时甚至会产生一个压缩应力。
而且,可以看到55℃时不同含量下产生的固化应力比82℃时相应含量的固化应力要大。
图4,5显示了加入不同含量PS类7310树脂体系在55℃和82℃固化过程中一维固化应力的发展。
加入较少LPA含量的树脂因收缩而产生拉伸应力,因为树脂中有LPA的中间体。
一段时间后拉伸应力有所减小;并且拉伸应力随着LPA含量的增加而减小。
加人较大含量LPA的树脂因树脂膨胀甚至在82℃会产生压缩应力。
可以看到55℃时不同含量下产生的固化应力比82℃时相应含量的固化应力要小,这与LP-4416不同。
温度和LPA含量不仅可以影响到固化应力的大小,LPA的种类也会影响其大小。
图6比较了55℃和82cC时,在相同的含量4.5%和10%左右时LP-4016和PS类7310的固化应力。
从图中可以看出,在相同温度和相同含量下含4016的树脂体系的固化应力均大于含7310的树脂体系的固化应力。
4结语UF树脂固化可能产生10%的体积收缩,一部分收缩发生在树脂凝胶点之后。
收缩应力是在应力产生的过程和正在固化的树脂的应力松弛过程中发展的。
前者是在约束下进一步收缩引起的,从而希望通过树脂收缩的减小而减小应力的产生。
加人LPA 可能会减小这样的收缩。
实际上,加人LPA对于减小UP树脂产品中的收缩应力具有明显的效果。
这种现象是由两个独立的原因引起的:①由于不反应的LPA材料的存在“减弱”了收缩,含少量LPA的树脂仅表现出这种作用;②在固化过程中LPA膨胀十分快速,LPA含量高于17%时该现象非常明显。
初始的树脂膨胀减小了固化早期阶段产生的拉伸收缩应力,而在进一步固化过程中可能会产生压缩应力。
收缩与固化应力的形成是非线性的,说明凝胶前的体积变化对应力的形成没有影响,在较高LPA含量体系中,固化后期的膨胀甚至导致压缩应力的产生。
收缩与固化应力之间的具体关系还有待于进一步的研究。
从残余应力会降低复合材料质量的观点来看,对于完全固化的树脂产生零残余应力的LPA含量被认为是最佳的,通过加人低收缩添加剂能够达到这种效果。
环氧材料(复合材料、塑料和胶粘剂等)在固化过程和使用过程中,由于树脂的交联以及温度的变化等原因都会产生收缩。
当收缩不均匀时,就会在材料内部产生内应力。
内应力能引起制件尺寸和形状的变化和翘曲,产生裂纹,使材料的性能劣化,甚至会导致材料破坏。
所以树脂基体的收缩是高分子材料的一个重要性能。
它对材料组配和配比的选择、制件的设计和制造工艺条件的制定、模具的设计以及制件的使用范围等都具有重要的意义。
因而引起人们的极大关注,并进行了大量研究工作。
1.环氧树脂在固化过程中的膨胀与收缩环氧树脂在固化过程中因交联及温度的变化会产生胀缩。
其体积的变化如图6-23所。
未反应的树脂固化体系(含固化剂)从A点开始由室温Tr加热到固化温度Tc,其体积相应地从A点热膨胀到B点。
在固化温度下因固化反应引起体积收缩,经过凝胶点C后继续固化收缩达到D点,固化结束。
然后冷却到室温,其体积也因冷却收缩从D点经E点(玻璃化温度Tg的转折点)达到F点。
冷却分两个阶段:在Tg以上是高弹态,即DE段;Tg以下是玻璃态,即EF段。
此二阶段的线胀系数不同,表现在图6-23中为两个不同的斜率的直线线段。
从A点到B点的体积变化是未固化的固化体系的热膨胀。
从B点到D点是在固化温度Tc下以及所给的固化时间内固化反应引起的收缩,称为反应收缩(或聚合收缩、等温体积收缩、化学收缩)。
由D点到F点的体积变化是固化体系的冷却收缩(或物理收缩)。
DE段为高弹态收缩,EF段为玻璃态收缩。
BF的体积变化是固化体系的最大固化收缩。
AF 是固化体系固化前后在室温下的体积变化。
用它可以计算出通常所说的固化收缩率。
此收缩率对于保证产品尺寸的精度和模具设计是很有用的。
但是它不能确切地反映材料在固化过程中产生内应力的大小和机理。
因此需要鞋一步做深入的分析。
当树脂体系还是液态时(凝胶以前),大分子的运动是自由的。
它与纤维、填料或被粘物表面的相对位置尚#固定,因此不会产生内应力。
所以重要的是凝胶后的收缩,即空间网络结构形成后的收缩。
图6-23中从C点到F点的体积变化值称为凝胶后收缩。
此值愈小则内应力相应也愈低。
进一步研究表明。
内应力主要是玻璃态收缩所致。
Shimbo M.等人研究了四种脂肪链长度不同的二元胺与双酚A型环氧树脂828体系的固化收缩和内应力(表6-2)。
按等当量配制。
固化条件均为80℃/4h+180℃/4h。
从表中可以看出,四个体系的线胀系数相差不大,随交联密度的增加,Tg增高,Tg与室温的温差增大,玻璃态收缩率增大,导致内应力增大。
而高弹态的收缩率反而缩小。
2.环氧固化物的内应力及其产生机理(1)固化内应力不均匀温度场的存在是固化内应力产生的主要因素之一。
环氧树脂的导热性差,固化过程中升温速率过快,散热条件不同和冷却速率过快等都会在固化体系内形成不均匀的温度场。
不均匀的固化温度将形成结构不均一的固化物,其收缩也不均匀。
若不均匀收缩是在凝胶后,尤其是在进入玻璃态后发生时,就会因为收缩不均匀而产生内应力,从而造成材料变形、翘曲和性能劣化。
若内应力超过材料的内聚强度或界面强度时,就会产生裂纹、脱粘、分层,甚至破坏。
(2)温度内应力环氧固化物的线胀系数与纤维、填料或被粘物的线胀系数相差很大。
在使用过程中随温度的变化两者之间因胀缩不均也会产生内应力,称为温度内应力。
内应力的大小取决于两者线胀系数的差值和温度变化幅度。
固化物在进行机械加工时也会产生内应力。
切削速度愈慢、进刀速度愈快、刀具愈钝,则内应力愈大。
这是由于机械加工时材料与刀具摩擦引起局部过热,刀具过后又迅速冷却造成的。
此外,无应力构件长期放置也会产生内应力。
这是由于环氧材料受温度变化及空气中的水分和氧气作用的结果。
3.环氧树脂基体的收缩和内应力与其结构的关系环氧树脂基体产生收缩和内应力的内因归根结底是取决于体系的化学结构和物理结构。
例如树脂和固化剂的分子组成和结构、用量比、交联密度和体系的均匀性等。
因此了解固化体系的结构与其收缩和内应力的关系,从而正确地确定配方和工艺条件就具有重要的实际意义。
(1)脂肪族二元胺/双酚A环氧体系采用828环氧树脂;固化剂分别为乙二胺、丁二胺、己二胺和十二烷基二胺(次甲基链数m分别为2、4、6、12),用量为等当量;促进剂为水杨酸,用量1PHR。
固化条件:加促进剂时80℃/6h,无促进剂时80℃/4h+180℃/4h。
测试结果列于表6-3。
为了进行比较,还列入了用叔胺催化剂DMP-30固化环氧树脂体系的性能。
固化条件为80℃/2h+180℃/6h。
固化物的线胀系数随温度变化的情况示于图6-24。
图中Tg下角标的数字2、4、6、12表示所用二元胺中次甲基链数优。
从图中可以看出,玻璃态和高弹态的线胀系数基本上是常数,变化很小。
而在玻璃化转变区(Tg前后)线胀系数有很大的变化。
固化物在高弹态和玻璃态时的收缩与温度的关系示于图6-25。
从图6-25a可以看到,四种交联密度不同的固化物在高弹态的收缩行为几乎是一条直线。
这是因为四种固化物在高弹态下线胀系数相差极小的缘故(图6-24)。
玻璃态固化物的收缩如图6-25b所示。
四种固化物的收缩随温度升高呈平行直线下降。