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本文采用端羧基亚胺中间体对环氧树脂进行了改性,为某军品研制了亚胺改性环氧树脂粘合剂,研究了亚胺改性环氧的机理、合成方法;亚胺中间体的种类及用量、固化剂种类及用量、固化条件对粘合剂性能的影响,优化了粘合剂的配方及固化工艺;研究了粘合剂的胶接工艺对剪切强度的影响,探讨了各种金属表面处理方法、胶接时对胶接面施加的压力、胶层厚度等因素对胶接剪切强度的影响。
研究结果表明,对不锈钢工件采用盐酸氧化法及草酸-硫酸氧化法进行表面处理,得到的胶接剪切强度最好;胶接时对胶接面施加0.1~0.4MPa的压力、胶层厚度在0.10~0.23mm范围内时胶接效果最好;分子中含有砜基的BSI,比含有醚基BEI和甲撑基的BTI的亚胺中间体表现出更高的耐高温性能、耐溶剂性能和耐航空润滑油性能,其在200℃下的剪切强度分别比BEI和BTI高出了23.8%和77.7%;通过亚胺中间体用量的筛选试验,发现并不是亚胺加入量越多,粘合剂性能越好,这与反应的均相性有关,多余的亚胺并不能有效的提高耐热性能。最适合的亚胺加入量为60phr~70phr;固化剂分子中含有砜基的DDS和具有酰亚胺结构的聚胺酰亚胺固化改性环氧粘合剂,具备更高的耐高温性能,在200℃下的剪切强度较高,此外DDS的加入使得粘合剂有更好的耐高温老化性能,经250℃空气中暴露48h后剪切强度保持率达到了83.6%;适当DDS用量是决定粘合剂贮存性能,提高综合性能韵关键。对DDS用量的优化结果表明,当DDS用量在-H/环氧基为0.6~0.7范围内具备较好的贮存性能和综合性能;后固化在200℃14h~18h和220℃4h~6h区间内有最高的剪切强度,最佳的固化工艺是120℃1h+140℃1h+180℃1h+200℃2h+220℃4h:在250℃空气中暴露70h,剪切强度始终保持在22.0MPa以上,剪切强度保持率超过70%;在180℃~200℃之间剪切强度有一个陡降区,200℃下的剪切强度超过15MPa。另外该粘合剂在320℃的环境下仍保持3.0MPa的拉伸剪切强度,具备较优异的耐高温性能。