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幾種不同環(huán)氧類(lèi)型膠粘劑的耐老化統計

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  膠粘劑(adhesive)又叫粘合劑,是一類(lèi)通過(guò)界面的粘附和內聚等作用,能使兩種或兩種以上的制件或材料連接在一起的天然的或合成的、有機的或無(wú)機的一類(lèi)物質(zhì),習慣上簡(jiǎn)稱(chēng)為膠。
  膠粘劑的老化原因是:膠粘劑作為高分子材料的一種,其老化過(guò)程與其它類(lèi)型高分子近似,比如:塑料、橡膠等等這些都會(huì )老化,主要是受到環(huán)境中光、熱、氧及化學(xué)介質(zhì)等的影響而發(fā)生內部結構的改變,進(jìn)而引起材料外觀(guān)、物理性能等性能衰減而老化。所以直接的辦法就是通過(guò)強度測試來(lái)分析經(jīng)過(guò)一段時(shí)間膠粘劑的強度變化情況,來(lái)判定膠粘劑是否老化,且耐老化程度是怎樣的。

  我們世林的膠粘劑耐老化摸底早在1980年前輩們就有開(kāi)展這樣的工作。有一款產(chǎn)品XY304環(huán)氧膠粘劑的耐老化有19.6年的實(shí)測數據。鑒于現在軍工用膠粘劑品種有新增且部分原材料供貨廠(chǎng)家也發(fā)生了變化,為了真實(shí)了解這些材料的耐老化情況,我們將公司的環(huán)氧類(lèi)型的膠粘劑產(chǎn)品做了一個(gè)25年老化的計劃,并于2018年元月開(kāi)始,預計整個(gè)試驗到2043年結束。
  由于膠粘劑產(chǎn)品我們的客戶(hù)大多是用來(lái)粘接(膠接),所以選用了GB/T7124標準:膠粘劑 拉伸剪切強度的測定(剛性材料對剛性材料),所有的試片均采用同批次的材料制成,在不同時(shí)間段對其進(jìn)行破壞測試,通過(guò)剪切強度的變化,我們來(lái)分析判定對應的膠粘劑能否耐受老化,且耐老化時(shí)間到底有多長(cháng)。
  具體耐老化試驗是:每種環(huán)氧類(lèi)型需要準備640片試片,共計320套試片。每5套試片為一組,第一年我們會(huì )測試1d、7d,14d,28d,2m,4m,8m,12m數據,后續每年到期會(huì )測試一次,共計測試32次,產(chǎn)品還分高溫固化和常溫固化兩種情況,所以基本上一個(gè)產(chǎn)品測試下來(lái)會(huì )有64次數據。
  其實(shí)膠粘劑收外界環(huán)境的影響包括各個(gè)方面,比如:濕度、溫度、日照、霉菌、鹽霧等等,不同的環(huán)境下膠粘劑的耐老化情況各不相同,我們在公司內部測試,目前采用的就是將上述膠接后的試片存放在一間庫房?jì),庫房有基本通風(fēng),由于庫房為2樓,基本沒(méi)有太大的濕度,該庫房有窗,只是沒(méi)有陽(yáng)光直射。在這種庫房?jì)荣A存,湖南3-5月會(huì )有些梅雨天,沒(méi)有做專(zhuān)門(mén)的除濕處理。
  由于產(chǎn)品有高溫固化的也有室溫(23±2℃)固化的,我們針對這些挑選出3款產(chǎn)品用于舉例說(shuō)明,數據如下:

  通過(guò)這些數據來(lái)觀(guān)察:
XY304的3年內剪切強度變化平緩,且3年的數據相比較早的基礎數據還有所提高,強度并未降低。XY301和XY302的剪切變化有起伏,但是波動(dòng)不大均在15%的范圍,且均相比基點(diǎn)數據要高,也說(shuō)明室溫下的環(huán)氧膠完全固化達到最終強度的時(shí)間較長(cháng),膠接強度前期會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的增長(cháng)而有所增長(cháng)。



  通過(guò)這些數據來(lái)觀(guān)察:
XY304和XY302的3年內剪切強度變化平緩,變化率在5%之內。且并不是一味的降低而是在上下范圍小幅度波動(dòng)。XY301的數據波動(dòng)較大,其中4月和8月的數據波動(dòng)比較明顯,但是也在XY301的企標合格范圍。后續要持續觀(guān)察數據變化。
當然通過(guò)這6個(gè)表,我們也能看出規律就是,膠粘劑產(chǎn)品高溫固化相對較為完全,后續老化數據影響不大,而常溫固化數據明顯低于高溫固化,比如XY304,常溫固化數據未25兆帕,高溫固化為28.3兆帕,而XY301室溫固化數據22.5兆帕,高溫固化為28.2,相比高出25%。


  當然后續幾年這些材料的剪切可能會(huì )有所下降,我們會(huì )在后續的老化資料中作出詳細的統計和分析,希望我們測試的這個(gè)老化數據能為工程技術(shù)人員對膠粘劑的選材提供一定的幫助。此外耐老化還有一些加速老化的辦法可供參考。我國在2017年出臺了一份標準關(guān)于膠粘劑老化條件的指南,通過(guò)這個(gè)去進(jìn)行相關(guān)的試驗。另外,國際上還有一些膠粘劑加速老化的標準可供參考。

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