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固化工艺参数优化探讨

【摘要】:反应型胶粘剂固化过程是一个化学反应过程,正确选择固化工艺参数是很重要的。此外,反应温度的高低还将影响反应产物的结构与性能,许多胶粘剂具有较宽的反应温度调节范围,因此可以通过调节固化反应的温度参数未达到预定的力学性能。

反应型胶粘剂固化过程是一个化学反应过程,正确选择固化工艺参数是很重要的。控制反应型胶粘剂固化工艺的理论基础是化学反应动力学。其基本参数是反应时间、反应温度、压力等。

1.反应时间

当一个化学反应的温度恒定以后,体系中反应物各组分的浓度比例将随反应时间的延长而发生变化。反应开始时,反应物各组分的浓度最高,体系的反应活性最大,因此反应速度最快。随着时间的增长,反应速度非常缓慢,而这时胶粘剂内聚强度已基本建立,因此一般认为反应达到约90%的程度时,固化就已经完成。

2.反应温度

温度是影响化学反应速度最敏感的参数,一般反应温度每提高10℃,反应速度增加约一倍。此外,反应温度的高低还将影响反应产物的结构与性能(如交联度、内聚强度和粘附强度等),许多胶粘剂具有较宽的反应温度调节范围,因此可以通过调节固化反应的温度参数未达到预定的力学性能。反应时间和反应温度的选择和确定一般应遵循胶粘剂产品说明书的规定,但对大型复杂件的胶接,应充分考虑胶接件和工装等的传热特性和温度梯度分布,适当调整固化温度,并经充分验证后形成构件的固化温度。

3.压力

固化反应时施加压力主要有以下几个作用:

1)缩聚反应时平衡低分子物挥发的压力。

2)使可溶性胶液中残留的溶剂排出。

3)提高反应产物(胶层)的强度。

4)控制胶层厚度。

一般来讲,胶接强度先随压力升高而提高,但超过一定压力后则会下降,这是因为过高的压力将挤出胶液,造成胶层过薄。从工艺角度讲,整个胶粘面积上固化压力要均匀,并且保证胶层具有一定的厚度(0.05~0.20mm)。