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汽車結構中不同材料粘合方案淺析②

粘結劑還能夠根據固化條件分類。厭氧粘結劑在缺乏空氣條件下可以固化,可用于密封可以用作密封螺栓緊固件。壓力感應粘結劑則通常以膠帶形式使用。其強度相對較低,一般用于粘結車身外的裝飾品。即時固化粘結劑能夠在室溫下迅速固化,也就是說其施工時限極短,而與之相對的則是緩慢固化粘結劑,室溫下需要超過24小時固化,達到最高固化強度更是需要1周時間。熱固化粘結劑僅能在高溫下固化,其具有極高的強度,通常用于車架結構件結合。

結構粘結劑的強度非常高,從10-30兆帕不等,但其延展性較差。而非結構粘結劑通常由橡膠和硅氧樹脂制成,其強度在0.5-5兆帕之間,相對地其延展性很強。
粘結性能測試
 

粘合測試的鋼板樣品

抗拉強度、剪切強度、剝離強度、疲勞強度和撓曲強度測試被用來評估各種膠接頭的力學性能。測試中利用0.5毫米直徑的玻璃珠控制粘結劑的厚度。一旦準備工作完畢,則根據實驗數據表中的條件進行測試。

在金屬與金屬的結合中,所有的5項測試均可進行。而對于金屬與聚丙烯、聚丙烯與聚丙烯的結合,則只能進行剪切應力測試。實驗中對每種底層材料與粘結劑的結合均準備了5個樣品。

為了確定不同的膠粘劑系統的有效性、處理變量特性和表面預處理特性,必須將粘結節點暴露在各種環境和載荷條件下。各種氣候中的溶解度、水分和溫度均不同。




從結果中看出兩個現象:1、不同的基層材料對粘合節點的剪切強度有極大的影響。2、每種粘結劑都有其優劣勢,某一種粘結劑不可能與所有的基層材料匹配完美。

在5種粘結劑粘結節點測試中,環氧樹脂粘結劑(epoxy)與金屬底層材料結合的強度是最高的;緊接著是氰基
丙烯酸鹽粘合劑(cyanoacrylate,CA)和丙烯酸的粘合劑(acrylic,A)。采用氰基丙烯酸鹽粘合劑后的問題之一其變得非常堅硬且脆性。聚氨酯(polyurethane,PU)粘結劑和硅樹脂粘結劑(silicone,S)與金屬底層材料的匹配較好,但無法用于需要高強度的結構件,其適用于間隙填充這類需要延展性材料的區域。