2.3EP膠粘劑體系的固化度

       在其他條件保持不變的前提下[如固化工藝均為100℃/2h等]，PA651固化劑含量與EP膠粘劑體系固化度之間的關(guān)系如表3所示。由表3可知：隨著PA651含量的不斷增加，固化度呈先升后降態(tài)勢，并且在w（PA651）=55%（相對于F-51質(zhì)量而言）時(shí)達(dá)到最大值（99.13%），說明此時(shí)固化反應(yīng)已基本完成。表4列出了不同固化條件與EP膠粘劑體系固化度之間的關(guān)系[w（PA651）=55%]。

 由表4可知：在其他條件保持不變的情況下，適當(dāng)延長固化時(shí)間或提高固化溫度，有利于提高EP膠粘劑體系的固化度。高溫后期處理可消除體系內(nèi)的殘余應(yīng)力，有利于提高固化物的力學(xué)性能和耐熱性。綜合考慮DSC的峰值溫度及實(shí)際使用要求，初步確定本研究的固化條件為“100℃/3h”（中溫固化）和“室溫/1d→170℃/1h”（高溫固化）。

  2.4EP膠粘劑中填料的選擇

  在其他條件[如m（F-51）∶m（PA651）=100∶55、固化條件為“室溫/1d→170℃/1h”等]保持不變的前提下，m（氣相白炭黑）∶m（高嶺土）比例對膠接件力學(xué)性能的影響如圖1所示。

       由圖1可知：在滿足膠粘劑操作性能的前提下，隨著氣相白炭黑比例的不斷增加，膠粘劑的壓縮模量逐漸上升，剪切強(qiáng)度呈先降后升態(tài)勢，而壓縮強(qiáng)度則呈先升后降態(tài)勢；當(dāng)m（氣相白炭黑）∶m（高嶺土）=15∶80時(shí)，膠粘劑的綜合性能較好。
       這是由于高嶺土的主要作用是增稠，若僅用高嶺土改性EP膠粘劑時(shí)，煅燒后高嶺土因失去了表面羥基[3]而與EP基體間的相容性變差，故膠接件因膠粘劑對鋁合金表面的浸潤性下降而具有相對較低的剪切強(qiáng)度；隨著納米氣相白炭黑比例的不斷增加，由于其表面含有硅氧烷和羥基等活性基團(tuán)，故其與EP基體的相容性較好，并且固化體系中適量的氣相白炭黑可形成有效的聚合物網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，致使膠粘劑的剪切強(qiáng)度增大[4]。

壓縮強(qiáng)度與高嶺土本身的密度較高、硬度較大以及粒度較細(xì)等有關(guān)[5]。壓縮模量與固化物的交聯(lián)密度密切相關(guān)[6]，而影響交聯(lián)密度的重要因素之一就是EP中環(huán)氧基間的距離和固化劑中官能團(tuán)間的距離。非極性填料的引入會增加空間位阻，影響互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成；未加填料時(shí)，雖然官能團(tuán)間的距離較小，膠粘劑的交聯(lián)密度很大，但其強(qiáng)度相對較低，故模量相對較小；加入填料時(shí)，隨著m（氣相白炭黑）∶m（高嶺土）比例不斷增加，空間位阻隨高嶺土含量減少而降低，膠粘劑的交聯(lián)密度增大，同時(shí)氣相白炭黑有效的補(bǔ)強(qiáng)作用，均有利于提高膠粘劑的壓縮模量。

 2.5EP膠粘劑體系固化條件的確定

實(shí)際操作過程中希望固化溫度的適用范圍越寬越好，為此本研究在其他條件保持不變的前提下，通過比較中溫固化條件和高溫固化條件對膠接件力學(xué)性能的影響，優(yōu)選適宜的寬固化溫度范圍，相關(guān)的測試結(jié)果如表5所示。由表5可知：中溫固化膠接件的力學(xué)性能與高溫固化基本相近，并且均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)要求，說明該配方的EP膠粘劑具有較寬的固化溫度范圍。

 

  2.6EP澆鑄體的耐介質(zhì)性能

 在其他條件保持不變的前提下，固化條件對EP澆鑄體耐介質(zhì)浸泡性能的影響如表6所示。由表6可知：EP澆鑄體經(jīng)中溫固化或高溫固化后，其在不同介質(zhì)浸泡若干時(shí)間后的質(zhì)量增量基本相近，并且均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)要求。
 

 3·結(jié)語

     （1）通過考察不同種類的固化劑、填料及其用量等對雙組分EP膠粘劑性能的影響，研制出一種適用于中高溫固化、具有良好力學(xué)性能的復(fù)合材料修補(bǔ)用EP膠粘劑。

      （2）當(dāng)m（F-51）∶m（PA651）=100∶55、m（氣相白炭黑）∶m（高嶺土）=15∶80時(shí)，制成的EP膠粘劑的凝膠時(shí)間、流動性、力學(xué)性能和耐介質(zhì)浸泡性能等均滿足復(fù)合材料修補(bǔ)用膠粘劑的使用要求，并且其操作方便、快捷。