耐高温环氧胶粘剂及其固化动力学研究

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作为结构材料高性能树脂基复合材料广泛地应用于航空航天工业,随着航空航天工业的发展,要求其器件质量更轻,可靠性更好,尺寸稳定性更好。基体树脂的耐热性、韧性、耐湿热性、强度、耐化学介质性等是决定复合材料性能的关键。环氧树脂是一种性能优良的合成树脂,具有优良的粘接性、高介电性、较高的耐热性和力学性能,是其它合成树脂所无法相比的,其在复合材料工业中有着不可替代的作用。现今对环氧基体树脂材料的耐热性提出了更为苛刻的要求,开发高耐热型环氧基体树脂具有十分重要的实用价值。TGDDM环氧树脂具有良好的耐热性以及出色的粘接性,但其也有韧性差、性脆的缺点。近几十年来,TGDDM的改性树脂作为碳纤维增强复合材料的基体材料广泛用于航空航天领域并具有良好的发展前景。耐高温环氧树脂胶粘剂,高温力学性能越大,耐热性越好,但是脆性也越大,脆性大会使强度降低。本课题采用TGDDM环氧树脂作为基体树脂,先制备具有高韧性的多官能环氧基体树脂——DDRS环氧树脂以提高TGDDM环氧树脂的韧性,并对DDRS环氧树脂进行了性能研究。再通过加添固化剂、稀释剂等制备耐高温的环氧胶粘剂。通过对其进行固化动力学研究,以及不同固化工艺对比,优化固化工艺。最后,将制备所得的TGDDM环氧树脂胶粘剂,进行了包括力学、吸水率、粘度、表观活化能、表面能等性能进行测试。并对不同厂家的生产的TGDDM环氧树脂在相同条件下制备所得的环氧胶粘剂进行了性能对比。制备出来的TGDDM环氧树脂胶粘剂,200℃的拉伸剪切强度为15.6-18.6MPa,耐热性能良好。其活化能在42-46kJ/mol之间,介电损耗均在0.06左右,具有良好的绝缘性;表面能为40-45mJ/m2,吸水率均为0.4%以下,具有良好的疏水性。
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