西北工业大学耐高温胶黏剂课件

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1、耐高温有机胶粘剂报告人:齐暑华教授／博导一、耐高温胶粘剂研究的背景及意义二、耐高温胶粘剂的定义三、耐高温有机胶粘剂的分类四、耐高温有机胶粘剂国内外研究情况五、耐高温有机胶粘剂今后的发展趋势报告内容随着近代科学技术的进展，运载火箭、洲际导弹、航天飞机等空间运载工具以及飞机、汽车、船舶等交通工具都向着重量轻，可靠性好，寿命长和能耗低的方向发展。这些新的设计思想对胶粘剂的性能，特别是对其耐高温性能提出了更高的要求。有些要求是十分苛刻的。例如：现代超音速飞机(马赫数M=3.0～3.5)所用的胶粘剂不但应具有良好的综合性

2、能，而且还必须具有足够的耐热性。在高速飞行中，蜂窝结构件的外表局部温度可达260℃～316℃，而蜂窝结构的内部温度也可达200℃～260℃。铝合金的最高使用温度是180℃，所以在此高温条件下，必须选用钛合金或碳纤维复合材料来制造蜂窝结构件。这种结构的设计要求胶粘剂除具有耐高温性能之外，还必须对钛合金、碳纤维制品等材料有良好的粘合性能。一、耐高温胶粘剂研究的背景及意义从宇航技术的发展趋势来看，对耐热性的要求也越来越高。例如：从发射到重返大气层的几个阶段将经受外层空间各种环境的考验，如高低温(超高温、超低温及高低温

3、交变)高真空、高辐射等作用。其中尤以温度条件为苛刻。发射阶段弹头顶部温度可达450℃～550℃，重返大气层时弹头顶部外表面温度高达2600℃。这样高的温度及气流冲刷任何金属材料及高分子材料都难以承受。所以必须在航天飞机外表面装上陶瓷防热瓦或耐烧蚀隔热层才能确保安全，陶瓷、耐烧蚀层与金属的连接必须用耐热胶粘剂。而耐热胶粘剂的主体就是新型耐热高分子材料。在寻求新型耐热高分子材料方面，近四十年来国内外作了大量的工作,其中最引人注目的是杂环高分子材料。杂环高分子材料品种繁多，但是综合性能良好并已在胶粘剂方面得到实际应用

4、的却只有聚苯并咪唑、聚酰亚胺、聚喹恶啉等少数几种。目前杂环高分子材料的研究工作已臻于完善，人们已将注意力集中于杂环高分子材料的推广应用及其化学改性等方面，以期降低成本、改善工艺性能及综合性能。近年来，有机胶粘剂有了越来越广泛的应用，胶接技术亦已发展成熟，成为胶接、焊接、机械连接当代三大连接技术之一。为了提高电信号的传播速度，电子零件的密集安装使印刷电路控制板发热量增大，因而也要求使用耐高温胶粘剂。此外，耐高温胶粘剂也是制备某些航天器的零部件，汽车、坦克、装甲车的密封圈及耐磨件必要的原材料之一。二、耐高温胶粘剂的

5、定义一种有应用价值的耐高温胶粘剂，除具有优异的耐热及耐热老化性能之外，还必须具有良好的力学性能及耐水、耐湿热老化、耐化学介质、耐霉菌、耐大气老化、耐疲劳、抗蠕变、耐冷热冲击或高低温交变等性能，并具有切实可行的工艺性能。单纯耐热性好而其他综合性能不佳，对于胶粘剂则使用价值不大。评价胶粘剂耐高温性能的主要依据是粘合性能与温度和时间的关系。关于耐高温胶粘剂的定义，国内外至今尚无统一看法。一般认为凡属下列情况者可视之为耐高温胶粘剂:(1)在121～175℃下长期使用(累计1～5年)，或者在204～232℃下累计使用20

6、000～40000小时。(2)在260～371℃下累计使用200～1000小时。(3)在371～427℃下累计使用24～200小时。(4)在538～816℃下使用2～10分钟。此外，也曾有报道把可在204℃下累计使用超过1000小时的胶粘剂统称为耐高温胶粘剂。三、耐高温有机胶粘剂的分类耐高温有机胶粘剂的主要品种有:1.环氧树脂;2.酚醛树脂;3.聚氨酯;4.聚酰亚胺;5.有机硅;6.氰酸酯等。四、耐高温有机胶粘剂国内外研究情况环氧树脂类胶粘剂环氧树脂是一种含有二个或二个以上环氧基的热固性树脂。环氧树脂是一种很好

7、的胶粘剂，可用来粘接金属、陶瓷、玻璃、木材、混凝土及大部分塑料，已广泛应用于飞机、卫星、火箭、船舶、汽车、电子仪器、轻工、建筑等行业。国内环氧树脂类胶粘剂1目前国内研制出一种双马来酰亚胺改性的环氧树脂胶粘剂，这种胶粘剂可耐250℃高温，在-55℃～200℃的剪切强度为20MPa，250℃的剪切强度为10MPa，可以满足航空发动机的制造和修理要求；2开发出一种室温24h固化的具有较高强度的耐高温胶粘剂。该胶粘剂在125℃剪切强度达到14.0MPa，250℃下也有2.5MPa；室温剥离强度为4.0kN/m；经200

8、℃老化2000h后剪切强度几乎不衰减，短期使用温度达到250℃；国内环氧树脂类胶粘剂3研制的F系列环氧树脂固化剂，可使通用环氧树脂耐300℃～500℃的高温，瞬时可达1000℃以上，且几乎无烟、无气味、耐蚀性能提高一个数量级；4用有机硅树脂改性环氧树脂，制得了一种可在400℃下长期使用，460℃短时间使用的环氧胶粘剂。这种胶粘剂在300℃时剪切强度为8.8MPa（钢-钢），满足了钻机刹