環(huán)氧膠黏度對鋁/ZN-1阻尼材料粘接性能的影響
時間:2005-09-22
田春蓉 周秋明 王建華 尚蕾
（中國工程物理研究院化工材料研究所，四川綿陽919信箱311分箱，621900）
ZN-1阻尼材料是采用丁基橡膠與酚醛樹脂共混而成的軟質(zhì)粘彈性阻尼材料，它具有阻尼性能好的特點(diǎn)，通常與金屬件如鋁合金等通過粘接制成阻尼夾層結(jié)構(gòu)。但是鋁與ZN-1阻尼材料之間無論是硬度還是活性差別都很大，鋁是較易粘接的材料，而ZN-1阻尼材料繼承了丁基橡膠粘接性能很差的缺點(diǎn)，因此要確保二者有效粘接是比較困難的。
膠粘劑的黏度對粘接效果的影響是相當(dāng)重要的。從微觀角度看，被粘物的表面是凹凸不平的，將這樣的表面迭合起來，只有很小的點(diǎn)能相互接觸，而大部分的表面都不能接觸，為了將被粘物的粗糙表面填平，所用膠粘劑就應(yīng)當(dāng)具有較好的流動性和潤濕性，以對固體表面產(chǎn)生良好的潤濕鋪展。表1中列出了J-22膠與TC-1膠的黏度值及粘接鋁/ZN-1阻尼材料試樣的剪切強(qiáng)度及拉伸強(qiáng)度，制作試樣時鋁的表面采用砂紙打磨處理。
從表1中可以看出，J-22膠的基料與固化劑的黏度均相當(dāng)大，而TC-1膠的基料與固化劑的黏度則遠(yuǎn)小于前者。采用TC-1膠粘劑粘接制得的鋁/ZN-1阻尼材料/鋁粘接試樣的剪切及拉伸強(qiáng)度平均值均大于J-22膠粘接所得的數(shù)據(jù)，二種膠制得的剪切試樣的破壞形式均為ZN-1阻尼材料破壞，即所測強(qiáng)度實(shí)際為ZN-1阻尼材料本身的強(qiáng)度。而拉伸試樣的破壞形式表明，TC-1膠制得的拉伸試樣的強(qiáng)度優(yōu)于J-22膠制得的試樣的強(qiáng)度，這主要是由于J-22膠的黏度太高，影響了膠液在砂紙打磨處理的鋁表面的潤濕，即高黏度的J-22膠液在砂紙打磨處理的鋁表面沒有起到良好的填充作用，故二者的附著力較高；而TC-1膠的黏度相對要低得多，在砂紙打磨處理的鋁表面潤濕較好，因此二者之間的附著力也高。
為了改善高黏度的J-22膠在砂紙打磨處理后的鋁表面的附著力，選擇了硅烷偶聯(lián)劑KH560，分別采用在打磨處理后的鋁表面上預(yù)涂KH560及將其以一定比例添加到J-22膠液中兩種方法，研究中對比了這兩種使用方式對鋁與ZN-1阻尼材料的粘接性能的影響，結(jié)果見表2。
從表2中可以看出，鋁表面經(jīng)砂紙打磨后，如果在高黏度的J-22膠中添加硅烷偶聯(lián)劑KH560或在鋁表面預(yù)涂KH560，均可提高砂紙打磨處理的鋁與ZN-1阻尼材料之間的粘接強(qiáng)度，同時表中的數(shù)據(jù)表明：在膠液中添加10%及20%的KH-560后所制試樣的拉伸強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度數(shù)值低于添加2%的KH-560所制試樣的，但由于試樣經(jīng)性能測試后其破壞形式均為ZN-1阻尼材料發(fā)生破壞，故可認(rèn)為是由于ZN-1阻尼材料本身的性能差異導(dǎo)致粘接強(qiáng)度數(shù)據(jù)的不同。
論文來源:2004年全國高分子材料科學(xué)與工程研討會論文集
