西北工業(yè)大學(xué)耐高溫膠黏劑課件

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1、耐高溫有機(jī)膠粘劑報(bào)告人:齊暑華教授／博導(dǎo)一、耐高溫膠粘劑研究的背景及意義二、耐高溫膠粘劑的定義三、耐高溫有機(jī)膠粘劑的分類四、耐高溫有機(jī)膠粘劑國內(nèi)外研究情況五、耐高溫有機(jī)膠粘劑今后的發(fā)展趨勢報(bào)告內(nèi)容隨著近代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，運(yùn)載火箭、洲際導(dǎo)彈、航天飛機(jī)等空間運(yùn)載工具以及飛機(jī)、汽車、船舶等交通工具都向著重量輕，可靠性好，壽命長和能耗低的方向發(fā)展。這些新的設(shè)計(jì)思想對膠粘劑的性能，特別是對其耐高溫性能提出了更高的要求。有些要求是十分苛刻的。例如：現(xiàn)代超音速飛機(jī)(馬赫數(shù)M=3.0～3.5)所用的膠粘劑不但應(yīng)具有良好的綜合性

2、能，而且還必須具有足夠的耐熱性。在高速飛行中，蜂窩結(jié)構(gòu)件的外表局部溫度可達(dá)260℃～316℃，而蜂窩結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度也可達(dá)200℃～260℃。鋁合金的最高使用溫度是180℃，所以在此高溫條件下，必須選用鈦合金或碳纖維復(fù)合材料來制造蜂窩結(jié)構(gòu)件。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求膠粘劑除具有耐高溫性能之外，還必須對鈦合金、碳纖維制品等材料有良好的粘合性能。一、耐高溫膠粘劑研究的背景及意義從宇航技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，對耐熱性的要求也越來越高。例如：從發(fā)射到重返大氣層的幾個階段將經(jīng)受外層空間各種環(huán)境的考驗(yàn)，如高低溫(超高溫、超低溫及高低溫

3、交變)高真空、高輻射等作用。其中尤以溫度條件為苛刻。發(fā)射階段彈頭頂部溫度可達(dá)450℃～550℃，重返大氣層時彈頭頂部外表面溫度高達(dá)2600℃。這樣高的溫度及氣流沖刷任何金屬材料及高分子材料都難以承受。所以必須在航天飛機(jī)外表面裝上陶瓷防熱瓦或耐燒蝕隔熱層才能確保安全，陶瓷、耐燒蝕層與金屬的連接必須用耐熱膠粘劑。而耐熱膠粘劑的主體就是新型耐熱高分子材料。在尋求新型耐熱高分子材料方面，近四十年來國內(nèi)外作了大量的工作,其中最引人注目的是雜環(huán)高分子材料。雜環(huán)高分子材料品種繁多，但是綜合性能良好并已在膠粘劑方面得到實(shí)際應(yīng)用

4、的卻只有聚苯并咪唑、聚酰亞胺、聚喹惡啉等少數(shù)幾種。目前雜環(huán)高分子材料的研究工作已臻于完善，人們已將注意力集中于雜環(huán)高分子材料的推廣應(yīng)用及其化學(xué)改性等方面，以期降低成本、改善工藝性能及綜合性能。近年來，有機(jī)膠粘劑有了越來越廣泛的應(yīng)用，膠接技術(shù)亦已發(fā)展成熟，成為膠接、焊接、機(jī)械連接當(dāng)代三大連接技術(shù)之一。為了提高電信號的傳播速度，電子零件的密集安裝使印刷電路控制板發(fā)熱量增大，因而也要求使用耐高溫膠粘劑。此外，耐高溫膠粘劑也是制備某些航天器的零部件，汽車、坦克、裝甲車的密封圈及耐磨件必要的原材料之一。二、耐高溫膠粘劑的

5、定義一種有應(yīng)用價值的耐高溫膠粘劑，除具有優(yōu)異的耐熱及耐熱老化性能之外，還必須具有良好的力學(xué)性能及耐水、耐濕熱老化、耐化學(xué)介質(zhì)、耐霉菌、耐大氣老化、耐疲勞、抗蠕變、耐冷熱沖擊或高低溫交變等性能，并具有切實(shí)可行的工藝性能。單純耐熱性好而其他綜合性能不佳，對于膠粘劑則使用價值不大。評價膠粘劑耐高溫性能的主要依據(jù)是粘合性能與溫度和時間的關(guān)系。關(guān)于耐高溫膠粘劑的定義，國內(nèi)外至今尚無統(tǒng)一看法。一般認(rèn)為凡屬下列情況者可視之為耐高溫膠粘劑:(1)在121～175℃下長期使用(累計(jì)1～5年)，或者在204～232℃下累計(jì)使用20

6、000～40000小時。(2)在260～371℃下累計(jì)使用200～1000小時。(3)在371～427℃下累計(jì)使用24～200小時。(4)在538～816℃下使用2～10分鐘。此外，也曾有報(bào)道把可在204℃下累計(jì)使用超過1000小時的膠粘劑統(tǒng)稱為耐高溫膠粘劑。三、耐高溫有機(jī)膠粘劑的分類耐高溫有機(jī)膠粘劑的主要品種有:1.環(huán)氧樹脂;2.酚醛樹脂;3.聚氨酯;4.聚酰亞胺;5.有機(jī)硅;6.氰酸酯等。四、耐高溫有機(jī)膠粘劑國內(nèi)外研究情況環(huán)氧樹脂類膠粘劑環(huán)氧樹脂是一種含有二個或二個以上環(huán)氧基的熱固性樹脂。環(huán)氧樹脂是一種很好

7、的膠粘劑，可用來粘接金屬、陶瓷、玻璃、木材、混凝土及大部分塑料，已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、衛(wèi)星、火箭、船舶、汽車、電子儀器、輕工、建筑等行業(yè)。國內(nèi)環(huán)氧樹脂類膠粘劑1目前國內(nèi)研制出一種雙馬來酰亞胺改性的環(huán)氧樹脂膠粘劑，這種膠粘劑可耐250℃高溫，在-55℃～200℃的剪切強(qiáng)度為20MPa，250℃的剪切強(qiáng)度為10MPa，可以滿足航空發(fā)動機(jī)的制造和修理要求；2開發(fā)出一種室溫24h固化的具有較高強(qiáng)度的耐高溫膠粘劑。該膠粘劑在125℃剪切強(qiáng)度達(dá)到14.0MPa，250℃下也有2.5MPa；室溫剝離強(qiáng)度為4.0kN/m；經(jīng)200

8、℃老化2000h后剪切強(qiáng)度幾乎不衰減，短期使用溫度達(dá)到250℃；國內(nèi)環(huán)氧樹脂類膠粘劑3研制的F系列環(huán)氧樹脂固化劑，可使通用環(huán)氧樹脂耐300℃～500℃的高溫，瞬時可達(dá)1000℃以上，且?guī)缀鯚o煙、無氣味、耐蝕性能提高一個數(shù)量級；4用有機(jī)硅樹脂改性環(huán)氧樹脂，制得了一種可在400℃下長期使用，460℃短時間使用的環(huán)氧膠粘劑。這種膠粘劑在300℃時剪切強(qiáng)度為8.8MPa（鋼-鋼），滿足了鉆機(jī)剎