室温固化聚氨酯胶黏剂的研制

研制了一种室温固化无溶剂双组分聚氨酯胶黏剂，具有较高的黏接强度及良好的韧性，在保持室温剪切强度为37.1MPa的同时，扯断伸长率为104％，200℃仍有3．8MPa的强度；分析并详细探讨了硬段含量不同体系性能的变化：通过对热失重曲线及恒温失重的考察表明体系具有良好的耐热老化性能，同时考察了体系的耐水性及耐油性，结果表明体系具有优异的耐介质性能。     

含缺陷胶接接头的内聚强度受不同外载作用影响的研究

利用TS-802高强度胶黏剂对高碳不锈钢进行对接胶接接头连接,对不同固化过程试样,分别采用单轴拉伸和四点弯曲实验,测试研究其对接胶接接头的内聚强度;通过隔离体平衡法和中性轴平移法分析了四点弯曲加载方式下界面应力的演化过程,并通过实验验证胶黏剂的层内缺陷对内聚强度的影响。研究表明,室温下固化24h与80℃固化2h相比,后者具有更高的内聚强度;在固化过程中,胶黏剂胶层内部不可避免产生缺陷,缺陷主要集中在中央区域,而在边缘区域为光滑无缺陷区,因此四点弯曲加载方式下界面具有更高的边缘应力内聚强度;隔离体平衡法和中性轴平移法两种理论分析均表明,常规弯曲应力公式与本文中推导得到的应力公式的理论比值为2.5.本文的实验和理论研究有助于更系统和更深入地理解胶黏剂的内聚强度受不同固化方式及不同强度测试手段的影响。     

结构胶黏剂在温度作用下的剪切性能试验研究

设计并进行了2组采用不同条件固化的胶黏剂的拉伸剪切试验,研究了结构胶黏剂的剪切强度和剪切刚度随温度升高的变化规律,以及不同温度下胶黏剂剪切破坏模式.试验发现,室温固化的胶黏剂再次经历高温后,其玻璃化温度Tg有了30℃左右的提高;随着温度的升高,胶黏剂剪切强度和剪切刚度总体上呈下降趋势,且在其玻璃化温度Tg前后20℃的区域内变化最为明显.研究表明,胶黏剂玻璃化温度是影响胶黏剂温度作用下剪切性能的关键因素,同时高温固化方式可以提高胶黏剂玻璃化温度,延缓胶黏剂剪切强度和剪切刚度的下降.在此基础上,引入玻璃化温度这一重要参数,给出了结构胶黏剂的剪切强度及剪切刚度与温度之间的关系模型,为实际工程应用提供了参考.     

液态光学胶的固化收缩率的研究

紫外光固化的液态光学胶固化过程中出现的体积收缩现象,严重影响其黏接强度和产品外观.系统研究了液态光学胶预聚物的种类、活性稀释剂的种类和用量、光引发剂的用量、光固化的类型等诸多因素对固化收缩率的影响.研究发现,以聚乙二醇二丙烯酸酯作为预聚物可明显降低固化收缩率.当添加的活性稀释剂官能度相同时,胶黏剂的固化收缩率随活性稀释剂相对分子质量的增加而减小;当活性稀释剂相对分子质量相近时,官能度增加,固化收缩率随之增大.而光引发剂的用量则对固化收缩率无明显影响.阳离子型胶黏剂的固化收缩率比自由基型的小,但硬度和黏接强度较低;而混杂型的固化收缩率则介于二者之间.     

温度作用对碳纤维混凝土界面黏结性能的影响

为研究温度作用对碳纤维(CFRP)—混凝土黏结界面剪切性能的影响,首先进行了温度作用下不同固化条件的胶黏剂黏结性能试验,研究了温度作用及固化方式对胶黏剂拉伸剪切性能的影响.试验发现,玻璃化温度是影响胶黏剂高温性能的一个重要指标,温度作用下胶黏剂材料的黏结性能退化大部分发生在其玻璃化转变区域.其次,结合常温下已有的CFRP—混凝土界面黏结应力—滑移关系提出了温度作用下界面黏结应力—滑移关系的计算方法.最后,汇总和分析了目前已有的CFRP—混凝土界面试验研究结果,引入胶黏剂玻璃化温度这一参数,给出了温度作用下CFRP—混凝土界面剪切黏结强度、极限承载力和初始剪切刚度计算模型.     

高温中胶合木构件胶缝界面剪切断裂能研究

在氮气保护、温度为20～250℃条件下,开展了120个杨木、花旗松和落叶松-间苯二酚-酚醛树脂(PRF)胶缝界面剪切断裂能试验研究.结果表明:界面剪切断裂能随着温度的升高而降低;当温度为150℃时,由于PRF胶黏剂进一步固化,因此木材-胶黏剂胶缝界面性能提高;当温度高于150℃时,密度较低的杨木和花旗松-PRF胶缝界面断裂能试件的破坏位移下降明显,密度较高的落叶松-PRF胶缝界面断裂能试件的破坏位移相对稳定;20℃时杨木、花旗松和落叶松-PRF胶缝界面的剪切断裂能分别为4.68,5.05,5.37 N·mm-1,100℃时胶缝界面裂缝尖端塑性变形增加,剪切断裂能较初始值分别增加7.2%,6.6%和14.8%,250℃时界面剪切断裂能分别降至0.44,0.46,1.63 N·mm-1.     

纳米SiO_2改性环氧-聚三唑胶黏剂体系研究

为改善改性聚三唑胶黏剂(E-PTA)高温粘接性能和耐湿热老化性能,将纳米SiO_2引入E-PTA中制备E-PTA-SiO_2胶黏剂。研究纳米SiO_2含量对E-PTA-SiO_2粘接性能、高温性能和耐湿热老化性能的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、激光粒度分析、电子扫描显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、动态力学热分析(DMA)和热质量分析仪(TGA)对纳米SiO_2改性情况、在胶黏剂中的分散情况以及E-PTA-SiO_2的固化行为和热性能进行研究,同时研究了E-PTA-SiO_2对7075铝合金试样的粘接性能和耐湿热老化性能。结果表明:玻璃化转变温度T_g随着纳米SiO_2质量分数的提高先升高后降低;E-PTA-SiO_2胶黏剂与7075铝合金试样有较好的黏结性,纳米SiO_2的引入对常温剪切强度影响不大,对高温剪切强度有显著影响,随纳米SiO_2质量分数的增加,200℃剪切强度先升高后降低,当纳米SiO_2质量分数为2%时,200℃剪切强度最高,为(20.5±0.4) MPa,强度保留率95.35%,另外,E-PTA-SiO_2胶黏剂耐湿热老化性也较E-PTA有所提高。     

火灾高温下木结构植筋连接的拉拔性能试验

为了研究木结构植筋连接在火灾高温下的受力性能,本文对10组44个胶合木植筋试件分别开展了室温和高温下的拉拔试验研究,深入分析了胶黏剂种类和植筋杆-胶层界面温度对植筋承载力的影响,研究了试验现象、植筋承载力和滑移性能。试验结果表明:在室温下,传统环氧植筋胶与改性环氧植筋胶的受力性能相差不大;随着植筋杆-胶层界面温度的升高,改性环氧植筋胶的优势越发明显,对于传统环氧植筋胶试件,当植筋杆-胶层界面温度在50℃时拉拔承载力下降了约50%,植筋杆-胶层界面温度超过80℃时拉拔承载力只有室温时的15.4%,而对于本文提出的改性环氧植筋胶,当植筋试件的植筋杆-胶层界面温度在100℃以内时,仍能保持室温极限荷载50%的承载力;在室温时改性环氧植筋胶植筋节点的初始刚度略大,但在高温下改性环氧植筋胶植筋连接的初始刚度显著提高;此外,改性环氧植筋胶试件相对于传统环氧植筋胶试件,其在高温情形下的植筋杆滑移也显著减小。     

B4C改性酚醛树脂对Si3N4的高温粘接性能

以酚醛树脂为基体,加入B4C作为改性填料制备出高温粘结剂,并对Si3N4陶瓷进行粘接.在300～800 ℃温度范围内对Si3N4陶瓷粘接试样进行热处理,并测试了不同温度热处理后的室温剪切强度.结果表明,经过700～800 ℃热处理后,粘结剂表现出较为理想的粘接性能,剪切强度测试结果为Si3N4陶瓷基体破坏.利用扫描电镜研究了粘接试样的断面形貌及胶层结构特征.研究表明,在高温热处理过程中,B4C改性填料发生了复杂的物理、化学变化,通过B4C与树脂挥发分之间的改性反应,有效提高了酚醛树脂热解后的残炭值,进而改善了粘接胶层结构的高温稳定性;纤维状物质的形成与B2O3颗粒的细化,有助于提高粘接胶层的连接强度.     

漆木器修复专用胶黏剂的制备与性能研究

为解决漆木器的修复材料与漆木器本体的不兼容问题,研究一种以生漆为主要原料的胶黏剂,对漆木器生漆饰层的兼容性回贴修复有重要意义。以生漆为原料,通过与壳聚糖的乙酸水溶液、四氧化三铅复配,制备出粘结强度高,固化速度快的生漆基胶黏剂,用于解决漆木器修复材料兼容性的问题。研究了壳聚糖乙酸水溶液的浓度及用量、四氧化三铅的用量对生漆基胶黏剂胶合强度和固化时间的影响,得出胶黏剂的优化配比,并通过热重分析和红外光谱分析对胶黏剂的性能进行研究。优化配比条件下胶黏剂粘结强度达2.38 MPa,固化时间仅需30 min,满足漆木器生漆饰层兼容性回贴修复的要求。