复合材料胶粘剂固化反应及工艺参数的研究
新型耐370_聚酰亚胺复合材料固化工艺与性能研究
UT500 / KH370 单向预浸料采用湿法缠绕工 艺制得． 单向预浸料的含胶量为 44 ± 4% ，纤维面 密度为 165 ± 2% ，单层厚为 0. 15mm，自由溶剂含 量控制在 10 ± 4% ．
复合材料的成型采用模压成型工艺． 先将预浸 料在 120 ～ 240℃ 处理，再升温至 260 ～ 320℃ 保温施 加 1. 5 ～ 3. 0MPa 压力，350 ～ 400℃ 保温 2h ～ 4h，缓慢 降温至 200℃卸压并冷却至室温． 固化成型后的复合 材料还需要在高温烘箱中高温常压后固化．
图 1 树脂的红外谱图
1. 1 试验原料与测试仪器 聚酰亚胺树脂（ KH370） ，中国科学院化学研
究所； UT500 － 12K 碳纤维为日本东邦公司产品； 红外分析（ IR） 、量热示差扫描分析（ DSC） 、热重 分析（ TGA） 和动态热机械分析（ DMA） 采用 Perkin － Elmer7 系列热分析仪测定，氮气流速 20ml / min，IR 分析测试样品采用 KBr 压片，DSC 的升温 速 度 为 10℃ / min，TGA 升 温 速 度 为 10℃ / min， DMA 的升温速度为 5℃ / min； 流变性能的测试采 用美国 TA 公司的 AR2000 表征，测试升温速率为 4℃ / min，应变为 0. 5% ，振荡角频率为 10rad / s，采 用平板振荡模式； 纤维体积含量孔隙率采用金相 分析法，并利用 LeicaQWin 图像分析仪测试，放大 倍数为 500 倍． 采用 MTS 公司 RF /100 电子万能 试验机进行复合材料室温和高温的力学性能测 试，弯曲强度和模量按 GB / T3356 － 1999 进行； 短 梁剪切强度按 JC / T773 － 1996 进行． 1. 2 预浸料及复合材料制备
固化剂对环氧树脂固化反应的影响研究
固化剂对环氧树脂固化反应的影响研究环氧树脂是一种重要的高分子材料，广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料等领域。
在环氧树脂的应用过程中，固化剂起着至关重要的作用。
固化剂的选择和使用方式对环氧树脂的固化反应及最终性能具有重要影响，因此对固化剂对环氧树脂固化反应的影响进行研究具有重要意义。
固化剂是环氧树脂固化反应的关键组分之一，它能够与环氧树脂发生化学反应，将其液态变为固态。
固化剂与环氧树脂的反应主要是由于固化剂中含有的活性氢、氨基、羟基等亲核试剂与环氧树脂分子中的环氧基团发生开环反应而实现的。
固化剂的选择对环氧树脂的固化反应速度、反应程度和最终性能具有直接影响。
不同类型的固化剂具有不同的反应机理和适用范围，在对应用要求不同的环氧树脂体系中，需选择合适的固化剂。
固化剂可分为胺类、酸酐类、酮类、酰胺类等多种类型。
胺类固化剂是应用最广泛的一类固化剂，常用的有聚酰胺固化剂、脂肪族胺固化剂和芳香族胺固化剂等。
聚酰胺固化剂反应活性较低，常用于室温固化的环氧树脂体系；脂肪族胺固化剂反应活性较高，适用于室温或低温固化的环氧树脂体系；芳香族胺固化剂具有较高的热稳定性和化学稳定性，适用于高温固化的环氧树脂体系。
固化剂的添加量和反应温度也会对环氧树脂的固化反应产生影响。
固化剂的过量添加会导致环氧树脂的固化反应过快，从而产生大量的副产物和气泡，降低材料的性能。
反之，固化剂的过少添加则会导致固化反应不完全，未能发挥环氧树脂的全部性能。
固化温度的选择同样重要，过高或过低的固化温度都会影响反应速度和反应程度。
除了反应速度和程度外，固化剂的选择还会影响环氧树脂的力学性能、耐热性能、抗化学性能等。
固化剂与环氧树脂的反应产物形成三维网络结构，这种结构能够增强环氧树脂的力学性能，提高其强度、韧性和耐磨性。
固化剂的选择还会影响环氧树脂的玻璃化转变温度和热稳定性，从而影响其在高温环境中的应用性能。
此外，固化剂的存放和使用条件也会对环氧树脂的固化反应产生影响。
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》范文
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着科技的进步和环境保护意识的提升，环保型水性聚氨酯材料因具有优异的物理机械性能、良好的耐候性和环保性，在涂料、胶黏剂、皮革、纺织等领域得到了广泛应用。
近年来，通过引入纳米材料来改善水性聚氨酯性能已成为研究热点。
本篇论文以水性聚氨酯与纳米SiO2的复合材料为研究对象，通过实验对其制备过程和老化性能进行深入的研究。
二、材料与方法1. 材料水性聚氨酯（WPU）、纳米SiO2、助剂等。
2. 制备方法（1）将水性聚氨酯与适量的纳米SiO2混合，通过机械搅拌使其均匀分散；（2）加入适量的助剂，提高复合材料的稳定性和性能；（3）在适当的温度和压力下，将混合物进行热处理，制备出复合材料。
3. 实验方法采用红外光谱、扫描电镜等手段对复合材料的结构与性能进行表征；通过加速老化实验，研究其老化性能。
三、结果与讨论1. 复合材料的制备通过上述方法成功制备了水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料。
实验过程中发现，纳米SiO2的加入能够显著提高水性聚氨酯的稳定性，并改善其力学性能和耐候性能。
2. 复合材料的结构与性能（1）红外光谱分析表明，纳米SiO2与水性聚氨酯成功复合，两者之间存在化学键合作用；（2）扫描电镜观察显示，纳米SiO2在水性聚氨酯基体中分散均匀，有效提高了基体的力学性能和耐候性能；（3）力学性能测试表明，与未添加纳米SiO2的水性聚氨酯相比，复合材料具有更高的拉伸强度和更好的抗冲击性能。
3. 复合材料的老化性能通过加速老化实验发现，水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料具有优异的老化性能。
在紫外光、高温等恶劣环境下，复合材料的物理机械性能和耐候性能均表现出较高的稳定性。
这主要归因于纳米SiO2的加入，提高了水性聚氨酯的抗老化性能。
四、结论本篇论文通过实验研究了水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备过程及老化性能。
胶粘剂的固化工艺
固化方法胶粘剂的固化通过物理方法,如溶剂的挥发,乳液凝聚和熔融体冷却与化学方法。
(1)热熔胶:高分子熔融体在浸润被粘表面之后通过冷却就能发生固化。
(2)溶液胶粘剂:随着溶剂的挥发、溶液浓度不断增大,渐达到固化具有一定强度。
(3)乳液胶:由于乳液中的水逐渐渗透到多孔性被粘物中并挥发掉,使乳液浓度不断增大,最后由于表面张力的作用,使高分子胶体颗粒发生凝聚。
当环境温度较高时,乳液凝聚成连续的胶膜,而环境温度低与最低成膜温度(MFT),就形成白色的不连续胶膜。
乳液胶主要是聚醋酸乙烯酯及其共聚物和丙烯酸酯的共聚物。
(4)热固性胶粘剂热固性树脂的多官能团单体或预聚体进行聚合反应,随着分子量的增大同时进行着分子链的变化和交联,形成不溶不熔的凝胶化或叫基本固化。
在一定范围的延长固化时间和提高固化温度并不等效,降低固化温度难以用延长时间来补偿。
因为胶粘剂和被粘物表面之间需要发生一定化学作用,这就是需要足够高的温度才能进行。
固化压力:有利于胶粘剂对表面的充分浸润;有利于排除胶粘剂固化反应产生的低分子挥发物;有利于排出胶层中残留的挥发性溶剂;有利于控制胶层厚度;粘度大的胶粘剂往往胶层较厚,固化压力的调节控制胶层的厚度范围。
在涂胶后放置一段时间,这叫做预固化。
待胶液粘度变大,施加压力,以保证胶层厚度的均匀性。
固化温度固化温度过低,胶层交联密度过低,固化反应不完全;固化温度过高,易引起胶液流失或使胶层脆化,导致胶接强度下降。
加热有利于胶粘剂与胶接件之间的分子扩散,能有利于形成化学键的作用。
(1) 烘箱直接加热法:用鼓风装置,使其均匀传热。
(2) 外加热法:使热量迅速传到胶层内部,大大缩短固化时间。
声波加热法:对具有粘弹性的胶粘剂、无溶剂胶液受热固化,不适用于热固性刚性胶。
芳纶Ⅲ环氧复合材料界面粘结性能研究的开题报告
芳纶Ⅲ环氧复合材料界面粘结性能研究的开题报告一、研究背景随着高性能复合材料在军事、航空、汽车等领域的广泛应用，其接头连接处的力学性能成为关键问题。
芳纶Ⅲ是一种高性能复合材料，其具有高强度、高刚度等优良性能，被广泛使用于高温、高压、高强度等环境下。
然而，芳纶Ⅲ复合材料与一些金属材料、陶瓷材料及其他复合材料的粘结性能不佳，影响其应用范围，因此需要对其界面粘结性能进行深入研究。
二、研究目的本研究旨在探究芳纶Ⅲ复合材料与其他材料的界面粘结性能，以此为基础提出有效的提高芳纶Ⅲ复合材料粘结性能的方法，并为其在实际应用中提供科学的理论基础。
三、研究方法本研究将采用实验和数值计算相结合的方法，具体研究步骤如下：1. 制备芳纶Ⅲ复合材料样品及其他材料样品。
2. 进行拉伸、剪切等力学性能测试，获得粘结性能数据。
3. 利用界面元素方法建立芳纶Ⅲ复合材料和其他材料的模型进行数值模拟。
4. 分析实验数据和数值模拟结果，探究芳纶Ⅲ复合材料与其他材料的界面粘结机理。
5. 提出有效的提高芳纶Ⅲ复合材料粘结性能的方法，并进行验证。
四、研究意义本研究有以下几点意义：1. 为研究者深入了解芳纶Ⅲ复合材料与其他材料的界面粘结机理提供了实验数据和数值模拟结果的支持。
2. 提出的有效方法可以帮助优化芳纶Ⅲ复合材料与其他材料的结合方式，提高其粘结性能，从而拓展其应用范围。
3. 为其它高性能复合材料的粘结性能的提高提供了借鉴和参考。
五、研究进度计划本研究计划如下：1. 研究题目确定：1天。
2. 文献调研，制定研究方案：2天。
3. 材料制备及样品制备：10天。
4. 进行样品拉伸、剪切等力学性能测试：10天。
5. 利用界面元素方法建立芳纶Ⅲ复合材料和其他材料的模型进行数值模拟：10天。
6. 分析实验数据和数值模拟结果：5天。
7. 提出有效的提高芳纶Ⅲ复合材料粘结性能的方法，并进行验证：10天。
8. 撰写毕业论文、制作复习资料：15天。
总计：63天。
复合材料胶接工艺
复合材料胶接工艺
复合材料胶接工艺是一种常见的连接方法，它利用胶粘剂将两个或多个复合材料部件粘合在一起，形成牢固的接头。
该工艺通常包括以下步骤：
1. 表面处理：对要粘合的复合材料表面进行清洁和处理，以提高胶粘剂的附着力。
2. 涂胶：将胶粘剂均匀地涂敷在一个或多个复合材料表面上。
3. 粘接：将涂有胶粘剂的复合材料部件按要求进行粘接，并施加适当的压力，以确保胶粘剂与复合材料之间的紧密接触。
4. 固化：让胶粘剂在一定的温度和时间条件下固化，形成坚固的接头。
复合材料胶接工艺具有许多优点，如接头强度高、密封性好、耐腐蚀性强、疲劳寿命长等。
它广泛应用于航空航天、汽车、船舶、风能等领域。
复合材料胶接工艺也存在一些挑战，如胶粘剂的选择、表面处理的要求、粘接过程中的温度和压力控制等。
为了获得最佳的粘接效果，需要对这些因素进行仔细考虑和控制。
总之，复合材料胶接工艺是一种重要的复合材料连接技术，它为复合材料结构的设计和制造提供了更多的选择和灵活性。
基于正交试验法的复合材料固化工艺规范参数优选
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图 １ 固化 工艺规范
图 ２ 几何模型
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在图 １ 所示 的 固化工 艺规 范下 ， Ｂ ＭＩ 树 脂 内部 ５ 个 点 的温度 和 固化度 随时 间的变 化规律 如 图 ３ 所示。
可以看到 ， 树脂在大约 ｔ ￣ － ４ ５ ０ ０ ｓ 的时刻完全固化 ， 且固化较均匀， 但是在 ｔ ＝４ ５ ０ ０ ｓ 的时刻， 模具 的温度还
＊ 收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ４ 一Ｏ ９ —２ ７
１ ． １ ． ２ 反应 动力学 模型 由文 献 ［ ６ ］ 可知 ， 双马来 树脂 的 固化模 型是 ｎ级 反应模 型 ， 反应 级数约 为 １ ， 故 它是 简单 的一级 反应 ：
ｄ ｕ ／ ｄ ｔ ＝ｋ （ 丁 ） （ １ －ｕ ） 一Ａ 一 ＆ ／ Ｒ Ｔ （ ２ ）
其中， Ａ 为指前 因子 ， Ｅ 为反应 活 化能 ， Ｒ 为理想 气体 常数 。
作者简介 ： 王晓霞（ １ ９ ８ ４ 一） ， 女， 山东安丘人 ， 潍坊学院机电与车辆工程学院讲 师 ， 博士。
一
３ ４ —
第 ２期
王晓霞 ： 基 于正 交试验 法的复合材 料 固化工艺规范参数优选
是保 持在 最 高温 度 １ ９ ０ ￣ Ｃ， 这 说 明在 随后 的 ４ ５ ０ ｓ 的降 温 阶段 ， 模 具 的热 量 没有 对 树脂 固化 起 到作 用 ， 造 成
粘合剂的固化反应与粘结强度的测定
实验报告课程名称： 高分子材料实验 指导老师： 王幽香 成绩： 实验名称： 粘合剂的固化反应与粘结强度的测定 实验类型： 同组学生姓名： 汤雨杭、王乔夫、尹铮、张雷纲一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求1、 了解环氧树脂固化反应的基本原理2、 初步掌握拉力试验机的结构和使用方法3、 测定环氧树脂——二乙烯三胺粘合剂的剪切强度二、实验内容和原理环氧树脂有“万能胶”之称，它对各种金属材料和非金属材料如铝、铜、钢、木材、玻璃、混凝土、热固性塑料如酚醛树脂有优良的粘结性能，但对聚烯烃类塑料如聚乙烯、聚丙烯等的粘合性不好。
环氧树脂实际上是具有反应性基团的低聚物，作为粘合剂，必须使用固化剂，经过固化交联，成为大分子网状结构。
因此能使其交联变成网状结构的物质称为固化剂：对环氧树脂而言，固化剂的种类很多，如脂肪族多元胺，芳香族多元胺以及各种胺类改性物。
各种有机酸及酸酐，一些合成树脂如聚酰胺、酚醛树脂等。
固化剂是通过其官能团与环氧树脂发生加成或缩合反应而形成网状结构的。
固化剂的种类不同，其固化反应机理也不同。
本实验采用二乙烯三胺的固化反应方程式如下：H 2N-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH 2-NH 2 + 2CH 2-CH- ——> OCH 2-CH-HN-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH- OH OHCH 2-CH-HN-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH- + 3CH 2-CH- ——> OH OH O CH 2-CH-HN-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH-OH CH 2 CH 2 CH 2 OHHO-CH- HO-CH- HO-CH-反应在第一阶段时，伯胺和环氧基反应，第二阶段，生成的仲胺和环氧基反应。