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临沂胶带讲自制环氧树脂胶的动态黏弹性能研究

时间:2020-09-03 11:42来源:本站 作者:admin 点击:

       临沂胶带讲自制环氧树脂胶的动态黏弹性能研究。

       结构物在其制造过程中就有微裂缝存在,在使用过程中随环境、外力的影响,会产生新的裂缝或使原有裂缝扩展。20世纪50年代初,人们开始使用聚合物修补结构物裂缝。随着新的聚合物的出现,以及在实践中发现了环氧树脂胶粘剂具有许多结构物裂缝修补所需的优良性能,环氧胶粘剂在该领域中的使用急剧增长,不仅为工程修补节省了大量资金,而且加快了修补施工速度,提高了修补质量。环氧树脂-木材分层复合材料与木塑复合材料的出现,更是扩大了环氧树脂胶粘剂的研究前景与工程实践意义。
       随着结构胶粘剂的使用,其流变性能日渐受到关注。近年来,国外研究胶粘剂主要往高强度方向发展,对胶粘剂的流变特性研究不够深入,且对于胶粘剂的动态黏弹性力学行为缺少必要的理论指导。流变学是研究物质流动和形变的科学,主要研究各种材料的蠕变和应力松弛的现象、屈服值以及材料的流变模型和本构方程。通过对高聚物流变性的研究,既可以为高聚物加工与应用提供理论依据,又可以从中获得分子结构与分子运动方面的信息,具有广阔的理论与应用前景。流变模型和本构方程可以为胶粘剂的老化机理提供理论依据,近年来出现的分数阶流变模型更是能预测其长期非线性黏弹性行为,为预测修补胶寿命奠定有力的理论基础。
       同一个实验对象的响应,既可以在低温条件下通过长时间的实验观察到,也可以在高温条件下通过短时间的实验观察到,称之为时间-温度等效理论。通过该理论,可以实现两种实验条件下响应相互之间的量化转换,从而在有限的实验条件下拓展得到的实验数据,有利于对实验对象力学性能的研究。
       根据时间-温度等效理论,以50 ℃为参考温度,在参考温度下测得的储能模量试验曲线不发生移动,将30 ℃及40 ℃下的曲线向左水平移动,60、70及80℃下的曲线向右水平移动,使所有曲线与50 ℃下的曲线形成一条曲线,就可以得到在12个数量级(10-6~106 Hz)的频率下,储能模量与频率之间的关系。可以看出平移后得到的曲线整体较为光滑平整,说明时间-温度等效原理在小应变条件下可以描述该胶粘剂的动态黏弹性力学行为。
       通过时间-温度等效原理,将不同温度下的频率-模量曲线进行平移,建立了50 ℃下自制环氧树脂胶粘剂的频率-模量主曲线,使得实验数据从10-2~102 Hz数量级拓展为10-6~106 Hz,从而可以用较窄频率范围内的实验数据推导得到宽频率下的实验数据;
       在较宽频率的范围内,分数阶流变模型的拟合效果比传统的整数阶流变模型好。相比于整数阶的决定系数R2为0.818,分数阶的决定系数R2最低也为0.852;且随着分数阶数的降低,拟合效果不断升高,在α=0.2时达到最高的0.984 9。说明分数阶流变模型其对非线性黏弹性行为的拟合有着不可替代的优势。
       但由于高分子材料黏弹性能及实际工程应用中的复杂性,加之课题组时间精力有限,有关高分子材料的动态黏弹性力学行为的研究仍有进一步发展和完善的空间。例如,进一步优化与改良分数阶流变模型,并研究不同阶数的分数阶模型对材料模拟结果差异的原因;深入探讨胶粘剂与木材形成的复合材料的流变性能等均将是今后的研究重点和主攻方向。
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