1、課題名稱：環氧樹脂基膠粘劑的研究摘要環氧樹脂具有比較好的耐酸性、耐堿性、耐水性、低收縮率等特性，是涂料中應用 最廣泛的樹脂之一。本課題主要研究雙酚 A型環氧樹脂（E-51）改性后的性質，即用聚 氨酯固化劑對雙酚A型環氧樹脂（E-51）進行改性。通過一些實驗，研究了多種配方下 的環氧膠粘劑的固化物的性能，在加熱過程中的氧化和熱裂解情況等。運用已經合成的環氧膠粘劑，通過差示掃描量熱法（DSC研究不同配方的環氧膠粘劑在升溫過程中的熱量變化情況。結果表明，固化劑含量的不同對固化物的放熱特征 和放熱量等是有一定影響的。隨著固化劑用量的增加，固化物在加熱時的放熱量也是相 應增加的。采用熱重分析儀（TG研究

2、了固化物在升溫熱分解過程中的質量變化情況。結果表 明，固化劑的含量不同，固化物在受熱時的質量變化情況是有顯著差異的。本實驗中， 在升高溫度相同時，固化劑含量較少的膠粘劑的固化物的質量變化比固化劑含量較多的 膠粘劑的固化物的質量變化要大。采用傅里葉紅外光譜分析儀（FTIR）研究了固化物的組成與結構的關系。通過對比 不同配方比例的環氧膠粘劑的固化產物的紅外光譜圖，可以看出，固化劑含量較多的膠 粘劑固化物中有較多未反應的-NH2基團，這說明該膠粘劑中固化劑的的確是過量的。采用自己設計的實驗方案，測定不同配方的環氧膠粘劑的性能，這里主要是剝離強 度和剪切強度。通過查閱相關文獻資料，得出制備的膠粘劑的性

3、能是符合要求的。精選文檔精選文檔將不同配方的環氧膠粘劑在不同介質中進行腐蝕試驗，分別觀察它們的質量變化 率。結果表明，玻璃纖維的加入確實有效提高了環氧膠粘劑的耐腐蝕性能。關鍵詞：室溫固化；環氧膠粘劑；差示掃描量熱法；熱重分析儀；耐腐蝕AbstractEpoxy resin has good acid resistance, alkali resistance, water resistance, low shrinkage characteristics, so it is one of the most widely used resin.The main subject of study

4、is the nature of the modified bisphenol A epoxy resin (E-51),Polyurethane curing is modifing bisphenol A type epoxy resin (E-51) .Through some experiments,Studied the properties of the cured epoxy adhesive composition of the various formulations,oxidation of during heating and pyrolysis conditions,

5、etc.Has been synthesized using epoxy adhesive,through differential scanning calorimetry (DSC) studying the changes in the heat during heating of epoxy adhesive of different formulations. The results showed that the content of the curing agent is influential to the exothermic characteristics and heat

6、 release of curing. With the increase in the amount of curing agent, cured in the heated heat release is increased gradually.Using thermal gravimetric analysis (TG) to study the quality changes of curing in the process of thermal decomposition with temperature increased. In this lab, with the same r

7、aising temperature, the quality change of the curing of the adhesive curing with less curing agent are more than that the curing of more curing agent.Using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) to study the relationship between the composition and structure of the cured compound. By contras

8、t the proportion of different formulations of epoxy adhesive cured product of the IR spectra, we can see that more unreacted -NH groups in the adhesive curing which contain more curing agent, indicating that the content of curing agent in adhesive are indeed excessive.Using the design of my own expe

9、rimental plan, determination of the performance of different formulations of epoxy adhesive, mainly peel strength and shear strength.By consulting the relevant literature, the performance of the prepared adhesive prepared aresatisfactory.The corrosion test of epoxy adhesives with different formulati

10、ons in different medium were conducted ,which are to observe the quality of the rate of change. The results show that the glass fiber really improves the corrosion resistance of epoxy adhesive.Keywords: curing at room temperature; epoxy adhesive; differential scanning calorimetry; Thermo Gravimetric

11、 Analyzer; Corrosion resistance第1章概論11.1 當前國內外的運用及研究現狀 11.1.1 國外環氧樹脂膠粘劑消費市場 11.1.2 應用技術進展31.2 環氧樹脂的改性61.3 聚酰胺改性環氧樹脂61.4 膠粘劑應用理論61.5 課題背景及意義 8第2章實驗部分102.1 主要原料102.2 主要儀器102.3 樣品的制備10112.4 DSC分析2.5 紅外分析112.6 剪切強度的測定12第3章 實驗結果討論 133.1 環氧膠粘劑的DS3析 133.1.1 聚酰胺對環氧樹脂膠粘劑固化溫度的影響 133.2 環氧膠粘劑的紅外光譜分析 163.3 環氧膠粘劑

12、對力學性能影響 17結 論18致謝19參考文獻20第1章概論1.1 當前國內外的運用及研究現狀環氧樹脂膠粘劑的改性種類特別的多，目前國內外主要有室溫固化環氧膠粘劑（分 為單組分常溫濕固化環氧膠、雙組分室溫固化環氧膠），低溫快固化環氧膠， 耐熱環 氧樹脂膠粘劑，高強度環氧樹脂膠粘劑（聚氨酯增韌環氧膠、彈性微球增韌環氧高強 度膠粘劑等），水性環氧膠粘劑，環氧樹脂壓敏膠，環氧丙烯酸光敏膠，環氧密封膠， 環氧樹脂導電膠粘劑等。1.1.1 國外環氧樹脂膠粘劑消費市場1.1.1.1 美國和西歐消費市場近10年來,美國和西歐環氧樹脂消費市場年均增長率分別為2咐口 117 % 1999年美國消費量為5萬t ,

13、2004 年為5152萬t ,如果20052010年美國年增長率仍 為2 %勺話，那么到2010年美國環氧樹脂消費量將遞增到 7萬t。而西歐2010年 將達到3 1 67萬t （見表1.1）。美國近年來消費增長主要在汽車和工業方面，其消費比例分別為20 %和35 % ,今后幾年其消費比例不會發生較大改變。美國目前有200多家公司生產環氧膠粘劑，其中較大的有十幾家，環氧樹脂膠 粘劑約占環氧樹脂總產量的10%西歐環氧樹脂膠粘劑占環氧樹脂總產 量 的5 1 8 % ,主要集中在英、法、德3國，其產量約占西歐環氧 膠總量 的 60 % ;消費 比例 最大的是工業，占45 % ,其次是運輸業，占30 %

14、。表1.1美國和西歐環氧樹脂膠粘劑消費市場萬t1999200420062010年均增長率/%美國55.525.747.02.0西歐2.22.42.883.671.71.1.1.2 日本環氧膠市場日本2001年環氧膠消費量為 2 1 44萬t , 2005年將達到2 1 8萬t ,2010預 計可達到3 1 7萬t （見表1.2）。消費比例最大的是建筑業，占53 % ;其次是土木工 程，占30 %。表1.2日本環氧膠產量和消費量年限/t/t1999228702433920002636427038200125609243942005 （預測）2800028000201035000360001.1.

15、1.3 我國環氧膠粘劑市場狀況我國環氧樹脂是從上世紀 50年代末開發研制的。經過40多年的發展，特別 是改革開放以來，隨著國民經濟的飛速發展，環氧膠粘劑產量和消費量逐年遞增 。 1999年我國環氧樹脂粘劑產量為 2 1 5萬t ,2002年即達到3 1 5萬t ,預計2005 年和2010年可分別達到5 1 0萬t和9 1 0萬t （見表1.3）。表1.3我國近年來環氧膠粘劑產量及預測萬t年份J里19992.520003.020013.220023.53.95.09.02003200520101.1.2 應用技術進展1.1.2.1 室溫固化環氧膠粘劑(1)單組分常溫濕固化環氧膠單組分常溫濕固化

16、環氧膠是一種以酚醛改性酮亞胺作為固化劑固化的環氧膠，其特點是可在潮濕和低溫條件下進行固化，并能改進環氧樹脂固化物的耐溫性和耐 腐蝕性能。(2)雙組分室溫固化環氧膠目前國內研制的雙組分室溫固化環氧膠 ，可耐200260 C溫度，最高可達 到275 c 0 25 c下26 mi n即可凝膠，完全固化38 h ,聚醴二胺固化的剝 離強度可達到 45 kN/ m 。1.1.2.2 低溫快固化環氧膠這種膠是由雙酚F環氧樹脂配制而成的，它與亞磷酸二苯基癸酯、DMP230 等配合，在-5 c溫度可迅速固化，目前已開發并應用于土木建筑領域 。主要用 于混凝土 “整體工程”粘接，建筑物補、水泥制品修補和建筑材料

17、粘接等 。1.1.2.3 耐熱環氧樹脂膠粘劑耐熱環氧樹脂膠粘劑是采用改性環氧樹脂配制而成的一種膠粘劑，可在250 C下間歇使用,甚至可在400 C下長期使用,460 C下短期使用。這種膠粘劑的基 體樹脂一般是引入較多的剛性基團或提高固化物的交聯密度。1.1.2.4 高強度環氧樹脂膠粘劑要提高環氧樹脂強度，一般通過添加第二組分來增韌樹脂，提高環氧樹脂的韌 性。主要有液態橡膠增韌、聚氨酯增韌、彈性微球增韌、熱致液晶聚合物(TL CP)增韌和聚合物共混、共聚改性等。(1)液態橡膠增韌改性環氧膠液態橡膠增韌改性一般是指含端竣基、胺基、羥基、硫醇基、環氧基的 液態丁月青橡膠、聚丁二烯等，與環氧樹脂相混溶

18、，在固化過程中析出，形成“海 島模型”的兩相結構，通過活性基團相互作用，在兩相界面上形成化學鍵而起到增 切作用。(2)聚氨酯增韌環氧膠聚氨酯增韌環氧膠是通過聚氨酯和環氧樹脂形成半立穿網絡聚合物(S IPN )和互穿網絡聚合物(I PN)起到強迫互溶和協同效應，使高彈性的聚氨酯與良好粘接 性的環氧樹脂有機結合在一起，通過互補和強化從而取得良好的增韌效果 。(3)熱塑性聚合物共混改性高強度環氧膠一般是采用高性能的芳雜環聚合物聚碉、聚醴酮、聚醴醴酮、聚醴碉、聚 醴酰亞胺和聚碳酸酯、聚苯醴等熱塑性聚合物與環氧樹脂共混改性，制備環氧結構 膠粘劑，在-55175 c以上寬溫度范圍內，具有高強度、高韌性、耐

19、久性和 優良的綜合性能。(4)彈性微球增韌環氧高強度膠粘劑國內有關研究表明，采用芯殼聚合物微球(芯是聚丁二烯或聚丙烯酸酯，殼層是聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯)增韌環氧樹脂效果更為理想，其殼層層數可以是一、 二層，也可以三、四層，粒子大小和分布的均勻性對增韌效果影響都很大。(5)聚硅氧烷共聚改性增韌環氧膠粘劑這種工藝是采用聚硅氧烷上的活性端基(為竣基、氨基)與環氧樹脂中的環氧基、羥基反應生成嵌段聚合物，這種改性能降低環氧樹脂內應力，增加韌性和耐溫， 并能取得良好的相容性。(6)納米粒子增韌環氧樹脂膠粘劑由于納米粒子具有較高的比表面積，因此有極高的不飽和性，表面活性很大。研究表明，采用納米粒子改性環

20、氧樹脂，由于能形成理想的表面，所以可大幅度提高 環氧樹脂的拉伸強度和沖擊性能。如果在環氧樹脂中加入 3 %的納米S i O2在130 C下反應1 h，冷卻后加入固化劑固化,不但能增韌樹脂,而且耐熱性能也大大 提高。目前納米粒子主要是添加納米 Si O2、納米Ca CO3、納米Ti O2等。有 研究采用十六烷基三甲基澳化胺有機化表面處理的凹凸棒土與環氧樹脂配合，具增強和增韌效果有明顯提高。1.1.2.5 水性環氧膠粘劑環氧樹脂本身一般水性化較難，目前使環氧樹脂水性化的方法主要有 ：醴化、 酯化、接枝和聚合型乳化劑乳液聚合等方法。對引入竣基使環氧樹脂水基化的乳 液，可以應用能與竣基交聯的固化劑，比

21、如聚氮內噬樹脂和碳酰胺等 。1.1.2.6 環氧樹脂壓敏膠由環氧樹脂、 丁月青橡膠、 雙氟胺和2 2甲基咪哇等的丁酮溶液，涂布紙上干燥 后得到壓敏膠帶，其耐熱性能和耐濕性能優良。如環氧樹脂與竣端基聚丁二烯、唾咻等配合制備壓敏膠，其剝離強度也非常高。1.1.2.7 環氧丙烯酸光敏膠環氧丙烯酸光敏膠具特點是在紫外線照射下進行固化，粘接韌性好，可用于彩色電視機精密延時線、光學儀器、陶瓷和電子元器件粘接，用途較廣1.1.2.8 環氧密封膠目前國內環氧密封膠已得到普遍應用，其樹脂除雙酚 A型通用環氧樹脂外，酚醛改性環氧樹脂也可采用1.1.2.9 環氧樹脂導電膠粘劑1.2 環氧樹脂的改性環氧樹脂固化后交聯

22、密度高，存在內應力大質脆，耐沖擊性和耐濕熱性較差等缺點，限制了它在某些高端技術領域的發展和應用。近年來航空航天材料，結構粘接材料，封裝材料，涂料復合材料等方面要求環氧樹脂材料具有更好的綜合性能，所以對 環氧樹脂的改性已成為一個研究熱點。環氧樹脂的改性方法包括根據不同的使用性能 選擇不同的固化劑，添加填充劑，添加別種熱固性或熱塑性樹脂以及改良環氧樹脂本 身等。本課題就是通過加入固化劑對環氧樹脂進行改性，獲得三維結構的環氧樹脂基 膠粘劑。1.3 聚酰胺改性環氧樹脂聚酰胺具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性 和自潤滑性，且摩擦系數低，有一定的阻燃性，并且易于加工。聚酰胺擁

23、有良好的的耐熱性、良好的耐磨損性、良好的力學性能，而這些恰恰是 環氧樹脂的缺點，如若能結合二者，有可能使得環氧樹脂的性能得到改善。1.4 膠粘劑應用理論聚合物之間，聚合物與非金屬或金屬之間，金屬與金屬和金屬與非金屬之間的膠 接等都存在聚合物基料與不同材料之間界面膠接問題。粘接是不同材料界面間接觸后 相互作用的結果。因此，界面層的作用是膠粘科學中研究的基本問題。 諸如被粘物與粘 料的界面張力、表面自由能、官能基團性質、界面間反應等都影響膠接。膠接是綜合 性強，影響因素復雜的一類技術，而現有的膠接理論都是從某一方面出發來闡述其原 理，所以至今全面唯一的理論是沒有的。(1)吸附理論人們把固體對膠粘劑

24、的吸附看成是膠接主要原因的理論，稱為膠接的吸附理論。 理論認為：粘接力的主要來源是粘接體系的分子作用力，即范德華引力和氫鍵力。膠 粘與被粘物表面的粘接力與吸附力具有某種相同的性質。膠粘劑分子與被粘物表面分 子的作用過程有兩個過程：第一階段是液體膠粘劑分子借助于布朗運動向被粘物表面 擴散，使兩界面的極性基團或鏈節相互靠近，在此過程中，升溫、施加接觸壓力和降 低膠粘劑粘度等都有利于布朗運動的加強。第二階段是吸附力的產生。膠粘劑的極性太高，有時候會嚴重妨礙濕潤過程的進行而降低粘接力。分子間作 用力是提供粘接力的因素，但不是唯一因素。在某些特殊情況下，其他因素也能起主 導作用。(2)化學鍵形成理論化學

25、鍵理論認為膠粘劑與被粘物分子之間除相互作用力外， 有時還有化學鍵產生， 例如硫化橡膠與鍍銅金屬的膠接界面、偶聯劑對膠接的作用、異氟酸酯對金屬與橡膠 的膠接界面等的研究，均證明有化學鍵的生成。化學鍵的強度比范德化作用力高得多； 化學鍵形成不僅可以提高粘附強度，還可以克服脫附使膠接接頭破壞的弊病。但化學 鍵的形成并不普通，要形成化學鍵必須滿足一定的量子化、件，所以不可能做到使膠粘 劑與被粘物之間的接觸點都形成化學鍵。況且，單位粘附界面上化學鍵數要比分子問 作用的數目少得多，因此粘附強度來自分子間的作用力是不可忽視的。(3)弱界層理論當液體膠粘劑不能很好浸潤被粘體表面時，空氣泡留在空隙中而形成弱區。

26、又如, 當中含雜質能溶于 熔融態膠粘劑，而不溶于固化后的膠粘劑時，會在固體化后的膠粘 形成另一相，在被粘體與膠粘劑整體間產生弱界面層 (WBL。產生WBIB工藝因素外， 在聚合物成網或熔體相互作用的成型過程中，膠粘劑與表面吸附等熱力學現象中產生 界層結構的不均勻性。不均勻性界面層就會有 WB出現。這種 WBL勺應力松弛和裂紋 的發展都會不同，因而極大地影響著材料和制品的整體性能。（4）擴散理論兩種聚合物在具有相容性的前提下，當它們相互緊密接觸時，由于分子的布朗運 動或鏈段的擺產生相互擴散現象。這種擴散作用是穿越膠粘劑、被粘物的界面交織進 行的。擴散的結果導致界面的消失和過渡區的產生。粘接體系借

27、助擴散理論不能解釋 聚合物材料與金屬、玻璃或其他硬體膠粘，因為聚合物很難向這類材料擴散。靜電理論當膠粘劑和被粘物體系是一種電子的接受體-供給體的組合形式時，電子會從供給 體（如金屬）轉移到接受體（如聚合物），在界面區兩側形成了雙電層，從而產生了靜 電引力。在干燥環境中從金屬表面快速剝離粘接膠層時， 可用儀器或肉眼觀察到放電的光、 聲現象，證實了靜電作用的存在。但靜電作用僅存在于能夠形成雙電層的粘接體系， 一2 一 因此不具有普遍性。止匕外，有些學者指出：雙電層中的電荷密度必須達到1021e/cm時, 靜電吸引力才能對膠接強度產生較明顯的影響。而雙電層棲移電荷產生密度的最大值只有1019e/cm

28、2 （有的認為只有1010-1011e/cm2）。因此，靜電力雖然確實存在于某 些特殊的粘接體系，但決不是起主導作用的因素。（6）機械作用力理論從物理化學觀點看，機械作用并不是產生粘接力的因素，而是增加粘接效果的一種方法。膠粘劑滲透 到被粘物表面的縫隙或凹凸之處，固化后在界面區產生了嚙合力， 這些情況類似釘子與木材的接合或樹根植入泥土的作用。機械連接力的本質是摩擦力。在粘合多孔材料、紙張、織物等時，機構連接力是很重要的，但對某些堅實而光滑的 表面，這種作用并不顯著。1.5 課題背景及意義其實環氧樹脂的改性主要是將環氧樹脂中的一些缺點盡量去除或最小化，這之中 主要有五大類改性的方法，分別是選擇固

29、化劑、添加反應性稀釋劑、添加填充劑、添 加別種熱固性或熱塑性樹脂、改良環氧樹脂本身。本次課題主要討論的是通過添加胺 類固化劑來對樹脂進行改性。通過胺類固化劑等的作用形成三維網狀結構，這其中包括復雜的物理和化學過程，包括浸潤、粘附、固化等步驟。通過環氧樹脂和固化劑的 作用得到環氧樹脂基膠粘劑，對膠粘劑的性能進行特定的測驗，從而得出改性后的一 些性能特征。環氧樹脂膠粘劑是一種重要的工程膠粘劑，隨著科學技術的進步，特別是尖端 科技的發展，因此對膠粘劑提出越來越高的要求。而環氧膠粘劑也向著高性能、功能 性、工藝簡便及低公害方向發展，從環氧樹脂主體和固化劑等各個方面進行配合，不斷 推出各種性能的產品，以

30、適應各行各業的需要。第2章實驗部分2.1 主要原料環氧樹脂（E-51）,工業品，鄭州德寶商貿有限公司；固化劑（聚酰胺），工業品， 上海恒遠生物科技有限公司；鋁合金試片等。2.2 主要儀器差示掃描量熱儀（DSC-204F1）,德國NETZSC公司；電子天平，水浴爐，紅外烘箱，塑 料拉伸試驗機，一次性塑料杯，玻璃棒等。2.3 樣品的制備環氧膠粘劑的制備實驗前先取十二個一次性塑料杯。先取兩個杯子，各倒半杯以上的環氧樹脂和胺類固化劑。然后再取余下的十個杯子，平均編成五個組，貼標簽編號1、2、3、4、5再用電子天平按照100: :50的環氧樹脂和固化劑的比分別在各組的兩個杯子里裝一定 量的環氧樹脂和固化

31、劑（每組環氧樹脂和固化劑的比是100: :50）。每組的樣品先不混合。2.4 DSC分析DSC分析又稱為差示掃描分析，是熱分析中的一種。它是通過溫度變化來測量樣 品吸收或釋放的能量數值（用卡表示）。通過測量熱流進入待測樣品和參考樣品差別完 成。這個差別是溫度或時間的函數。在樣品處于溫度控制范圍，輸入要求的一定能量 以一定數率加熱樣品和參考物。在轉折點，樣品要求能量比參考物既不能高也不能低， 取決于是放熱反應還是吸熱反應。例如，當聚合物達到熔化點時，要求比參考物更多 的能量，這被稱作吸熱反應。當固化發生時，與參考物相比，有更多的能量釋放，這 個過程被稱作放熱反應。本實驗共有5組樣品，環氧樹脂和固

32、化劑的比是 100: :500檢測前先將儀器正常 啟動，然后制樣。將第一組的環氧樹脂和固化劑混合并不斷用玻璃棒攪拌均勻（環氧樹脂和聚酰胺 在室溫下就可固化，因此不需要加熱）。取出培竭，先在電子天平上除去培竭的質量， 然后滴取5-10mg范圍的液滴到培竭上并蓋上蓋子，稱取液滴的質量并且記下讀數， 用專用儀器壓好地竭蓋子。最后把培竭和一個空的式樣地竭放到DSC儀器里，手動鼠標蓋上蓋子。整個過程都是用銀子夾住培竭進行各項操作的，因為手上的油脂會影響 培竭的讀數。本實驗設定了 5組溫度速率，分別是2、5、10、15、20OC/min,上限溫 度都是2000G 5組樣品對應5組溫度速率。儀器記錄熱量變化

33、（heat flow） -溫度 曲線。2.5 紅外分析紅外光譜法又稱“紅外分光光度分析法”。簡稱“ IR',分子吸收光譜的一種。利 用物質對紅外光區的電磁輻射的選擇性吸收來進行結構分析及對各種吸收紅外光的化 合物的定性和定量分析的一法。被測物質的分子在紅外線照射下，只吸收與其分子振 動、轉動頻率相一致的紅外光譜。對紅外光譜進行剖析，可對物質進行定性分析?；?合物分子中存在著許多原子團，各原子團被激發后，都會產生特征振動，具振動頻率 也必然反映在紅外吸收光譜上。據此可鑒定化合物中各種原子團，也可進行定量分析。本實驗是利用紅外光譜分析儀來分析環氧樹脂，固化劑和安全固化后的環氧膠粘 劑的的基

34、團變化。對環氧樹脂和固化劑的紅外分析則是在它們處于液體狀態下分別涂 抹在KBr薄片上，然后將它們依次放在紅外分析儀上進行掃描，得出固化物的紅外光 譜圖。環氧膠粘劑的紅外分析則是鹵化物壓片法來完成的，這里以100:50:5質量比例的環氧膠粘劑來進行說明。這里需要說明的是，一般制備澳化鉀壓片所少研磨時間和水 分吸收的干擾，可以把比例縮小為100:1。取100:50:5需的澳化鉀和樣品的重量比(據 文獻介紹)一般為200:1或者更高，但為了減質量比例的環氧膠粘劑的固化物粉末 0.3mg,再以質量比為100:1的比例取KBr顆粒300mg,將它們混合均勻后放在石英研 缽中進行研磨。由于光線的散射主要是

35、由樣品中大顆粒引起的，所以樣品研磨的越細 膩越好。研磨完畢后，取一定量樣品放在容器皿中放在紅外烘箱中干燥5-10min,把樣品中的水分干燥掉，以免在圖譜上出現水的吸收帶。干燥完成后去少量的樣品粉末 放于壓片模具中，然后將壓片模具放在壓片機中保壓10min,保壓壓力為20-25MP3最后把制的樣品壓片放于紅外光譜分析儀中進行掃描，一段時間后即可得到環氧膠粘 劑的紅外光譜圖。2.6 剪切強度的測定將前面涂有環氧膠粘劑的鋁合金試片編上號，測量涂抹的膠粘劑的長度，寬度, 厚度，并做好記錄，以便后面用于計算膠粘劑的剪切強度。先測量兩個不同質量比例 的膠粘劑的剪切強度，具體步驟如下：開啟塑料拉伸試驗機，調

36、整試驗機的實驗夾持 器，使加載力的方向與實驗中心線保持一致；將試片按正確的方法夾在試驗機上；輸入和設定試驗機的各項參數，其中調整實驗機的移動速度在5-6mm/min內保持穩定;開始拉伸試樣，得到拉伸曲線。注意觀察拉伸過程中鋁合金試片的變化情況。剪切強度計算公式為：式中：一膠粘劑拉伸剪切強度，MPa；B一試樣搭接面寬度，mm；(2.1) B LP一試樣剪切破壞的最大負荷，N;L一試樣搭接面長度，mm。第3章實驗結果討論3.1 環氧膠粘劑的DSC分析3.1.1 聚酰胺對環氧樹脂膠粘劑固化溫度的影響圖3.1是環氧樹脂液/固化劑比為2:1的體系在不同升溫速率下的非等溫固化DSC曲線，圖3.2是由圖3.

37、1中各升溫速率下的Ti、Tp> Tf對升溫速率作圖得到的固化溫度 外推曲線。從圖3.1和圖3.2可以看出，固化起始溫度（Ti）、固化峰溫度（Tp汴口固化終止 溫度（Tf）以及整個放熱的溫度區間都隨著升溫速率的升高而向高溫方向移動，放熱峰的峰形也越來越尖銳。這是因為升溫速率越快，單位時間產生的熱量越多，熱來不及釋放， 迫使固化向高溫方向移動。由圖3.1中各升溫速率下的Ti、Tp、Tr對升溫速率作圖，然 后外推到升溫速率為0OC/min,可得到等溫固化時的Ti、Tp、Tl.,這三個溫度可以作為固 化工藝溫度的參考。由該外推結果可以初步確定固化工藝：等溫固化的起始溫度為 175.9°

38、C,峰值溫度為201.0C,終止溫度為254.2C。12 'C/min5'C/min-10cC/mini5cC/min-20cC/min(me) moll場工圖3.1 不同升溫速率下 DSC®化曲線一,“3 伯niEjadiu m l200180 4812120Increasingat。of heat temperature( 1 7min)圖3.2 DSC固化外推曲線PA固化環氧樹脂及其復合材料雖然具有適用期長、耐熱性能好等優點 ，但同時也 會導致環氧樹脂的固化溫度高，增加加工困難。環氧樹脂的固化溫度高一于130c以上 時，屬于高溫固化。固化溫度提高雖在一定程度上可

39、以提高材料的耐熱性能，但也會使得制品內應力提高，影響尺寸精度控制，嚴重時會導致材料提前破壞。圖3.3為升溫速率為10 C/min時，添加不同含量聚酰胺的環氧樹脂體系的固化 Dsc曲線。圖3.4是從圖3.3中得到的不同聚酰胺含量配比中 Ti、Tp、Tf的變化趨勢。 由圖可知，體系的固化溫度隨著聚酰胺含量的增加而下降，說明聚酰胺對環氧樹脂體系 的固化起類似促進劑的作用。其中，聚酰胺添加量在1-5%寸，體系的固化溫度下降最為 明顯，固化起始溫度由未加聚酰胺時的 194.5 C下降到加入量為5wt%寸白138.8 C ,該 溫度接近中溫固化。固化峰值溫度和固化終止溫度也分別降了31.9 C和28.5

40、C。因此,聚酰胺對環氧樹脂體系的固化促進效果明顯。150180210240TemperaturefV)270300圖3.3 不同PA含量下固化 DSCa線0c聚酰胺含量（為圖3.4不同PA含量下固化溫度的變化趨勢3.2 環氧膠粘劑的紅外光譜分析4 000 3 5003 000 2 500 2 000 1500 1000500波數圖3.5 EP改性前后的紅外光譜圖由圖3.5可知，在純EP的紅外光譜圖中，915 cm-1處是環氧基的對稱伸縮振動特征吸收峰，3 056 cm- 1處是環氧基中C- H的伸縮振動吸收峰，改性后該兩處峰的強度都明顯減弱；1 247 cm- 1處是環氧基的非對稱伸縮振動特征

41、吸收峰，改性后此峰完全消失。由改性前后紅外譜圖的變化可以說明，有機硅硼通過自身的羥基與 EP中的環氧基發生反應， 從而連接在EP的分子鏈上。此外，改性后的EP在667 cm- 1 處出現了一個新的吸收峰，應為B- O- C中B- O的變形振動吸收峰，1 300 cm- 1附近的吸收峰變寬加強， 應歸屬于新的B- O- C伸縮振動吸收峰在1 347 cm- 1處出現的 結果，由此說明EP中的羥基和有機硅硼中的硼羥基發生縮合反應生成了B- O- C化學鍵?？傊?，EP改性前后紅外譜圖的這些變化表明，聚酰胺與 EP中的環氧基反應， 成功地接枝在EP分子鏈上。3.3 環氧膠粘劑對力學性能影響在一定溫度和

42、濕度條件下，初粘力取決于涂膠后的晾置時間。表 3.1列出了涂膠 后晾置時間與膠粘劑力學性能的關系， 其中晾置溫度為(20 ±2 ) C,相對濕度為 20 % 40 % 。表3.1涂膠后晾置時間對力學性能的影響晾置時間20OC100OC105.970.852010.542.743013.423.594014.334.255013.583.53由表3.1可知，涂膠后膠粘劑的剪切強度隨晾置時間的延長呈先增后降的趨勢； 當晾置時間為40 min時，剪切強度達到最大值，分別為14.33 MPa ( 20 C)和4.25 MPa (100 C) o涂膠后晾置時間不能過短也不能過長。若晾置時間過短

43、時，由于溶劑還沒有揮發完全，故難以達到合適的初粘力，從而容易導致膠接過程中結構件的脫落；此外，晾置時間過短時，膠層的動性較大，粘合后容易產生氣泡， 致使粘接強度下降。 若晾置時間過長時，溶劑過多地揮發會使膠層的流動性顯著下降，從而使膠層變硬、失去初粘力，致使粘接強度下降結 論本課題的目的是制備在室溫條件下固化的具有較好綜合性能的環氧膠粘劑，這里 主要是通過加入聚酰胺來改變環氧樹脂的性能。通過一系列的實驗及分析，得出以下 結論：1 .通過作膠粘劑的DSC分析圖，我們發現，固化劑的含量不同對固化物的放熱特 征和放熱量等是有影響的，具體表現在出現吸熱峰和放熱峰的位置是不同的，100:50比例的膠粘劑

44、的吸熱峰和放熱峰分別在 71.22C和120.62C, 100:100比例的膠粘劑的 吸熱峰和放熱峰分別在67.26C和111.63C,這是由于兩個不同配方的環氧膠粘劑固 化物的吸附水含量和固化產物是不同的。2 .通過作膠粘劑的紅外光譜分析圖，研究了固化物的組成與結構的關系?？梢钥?出，固化劑含量較多的膠粘劑固化物中有較多未反應的 -NH2基團，這說明該膠粘劑中固化劑的確是過量的。3 .在室溫及相又t濕度約為40%的條件下，涂膠后晾置時間為40 min時的粘接強 度最好。致謝時間如梭，轉眼畢業在即。回想在大學求學的四年，心中充滿無限感激和留戀之 情。感謝母校為我們提供的良好學習環境，使我們能夠

45、在此專心學習，陶冶情操。謹 向我的論文指導老師李老師致以最誠摯的謝意！李老師不僅在學業上言傳身教，而且 以其高尚的品格給我以情操上的熏陶。本文的寫作更是直接得益于他的悉心指點，從 論文的選題到體系的安排，從觀點推敲到字句斟酌，無不凝聚著他的心血。滴水之恩, 當以涌泉相報，師恩重于山，師恩難報。我只有在今后的學習、工作中，以鍥而不舍 的精神，努力做出點成績，以博恩師一笑。另外，我必須感謝我的父母。焉得諼草，言樹之背，養育之恩，無以回報。作為 他們的孩子，我秉承了他們樸實、堅韌的性格，也因此我有足夠的信心和能力戰勝前 進路上的艱難險阻；也因為他們的日夜辛勞，我才有機會如愿完成自己的大學學業， 精選

46、文檔進而取得進一步發展的機會。最后，我必須感謝我的朋友，正是因為他們在電腦技術上的無私指引，我才能得 以順利完成該論文。本研究及學位論文是在我的導師李老師的親切關懷和悉心指導下完成的。他嚴肅 的科學態度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。李老 師不僅在學業上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在 此謹向李老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快的度過畢業論文 小組的同學們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直 至本文的順利完成。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成， 有多少可敬的師

47、長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！最后 我還要感謝培養我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們 ！最后，再次對關心、幫助我的老師和同學表示衷心地感謝！參考文獻1張緒剛，張斌，孫明明，李堅輝,張密林，李奇力，關長參.室溫固化高剝離耐熱環氧樹脂膠 粘劑J.中國膠粘劑，2006,01:23-25.2孫麗榮.復合材料用耐高溫膠粘劑J.中國膠粘劑，2006,04:48-52.3李付亞，傅和青，黃洪，陳煥欽.水性聚氨酯膠粘劑改性研究進展J.中國膠粘 劑,2007,02:45-50.4王丁，程斌，劉峰，江民濤，黃朝.有機硅改性酚醛環氧樹脂耐高溫膠粘劑的研制J.中國膠粘齊I,2007,03:23

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