对于粘接、密封、涂料和多孔材料的浸渍而言,利用超声波振荡器调节环氧齐聚物的固化过程,具有极大的现实意义。在工作中超声波对环氧齐聚物显示的作用,由于没有研究过程进行的特征,因而不能选择正确的工艺状态。为此,我们提出了超声波加工参数对环氧齐聚物固化速度的影响的研究。

style=”TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt”>style=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>我们研究了以牌号为style=”FONT-FAMILY: 宋体”>ЭД-20style=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>的环氧齐聚物、多乙烯多胺作固化剂的化合物。按style=”FONT-FAMILY: 宋体”>ГОСТ14759-69style=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>标准测定它们的破坏强度(style=”FONT-FAMILY: 宋体”>БСДstyle=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>)和用丙酮对style=”FONT-FAMILY: 宋体”>Д16ATstyle=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>硬铝样品进行脱脂处理。在lang=EN-US>0.1style=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>兆帕压力下,lang=EN-US>20style=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>固化处理lang=EN-US>48style=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>小时。利用镍铬热电偶和电位计检测记录温度。利用带有磁振荡变压器的超声波发生器作为超声波源。

style=”TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt”>style=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>利用吸收的超声波能量使化合物加热。在这种情况下,升高温度(style=”FONT-FAMILY: 宋体”>Δtstyle=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>)和(style=”FONT-FAMILY: 宋体”>БСДstyle=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>)与吸收能量有关,测定振荡幅(lang=EN-US>Astyle=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>)和过程的持续时间(style=”FONT-FAMILY: 宋体”>τstyle=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>)。当lang=EN-US>A=0-30style=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>微米、style=”FONT-FAMILY: 宋体”>τ=0-30秒时,可利用数理统计方法得的经验式来描述这个过程。

Δlang=EN-US>t=12.0+7.7A+6.2τlang=EN-US>+0.9A2+0.42τ2+2.9Aτ;

БСДlang=EN-US>=77.5-4.5A+3.2τ-15.2A2-16.1τ2-8.5 Aτ.

style=”TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt”>style=”FONT-FAMILY: 宋体”>在lang=EN-US>A=12-18微米、τ=10-17秒的情况下,加工的粘合物具有最大的强度。在这种情况下,Δlang=EN-US>tstyle=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>是lang=EN-US>10±lang=EN-US>1style=”FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: ‘Times New Roman’; mso-hansi-font-family: ‘Times New Roman'”>。但是在研究的范围内其它点上要达到这样的温度,会使style=”FONT-FAMILY: 宋体”>БСД值降低。这可以解释为在超声波的作用下使强度增加。这可以通过下列试验验证,在超声波的作用下提高温度不是影响粘接强度的主要因素。lang=EN-US>

style=”TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt”>style=”FONT-FAMILY: 宋体”>将环氧化合物分成三份。第一份(下称lang=EN-US>OK)经过A=15微米,τ=15秒的加工,在这场合温度升高10℃;第二份(下称HK)用普通的方法加热到同样的温度;第三份(下称KK)是标准样。

style=”TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt”>lang=EN-US
style=”FONT-FAMILY: 宋体”>OK和HK粘合物样品,在开始的时候具有同样的БСД值。但是HK粘合物样品的БСД值达到一定时趋于平稳,而OK粘合物的强度比其增加15-20%。KK粘合物样品的强度与OK和HK相比增加很慢,并且在该情况下最终值较OK低5-10%。

style=”TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt”>style=”FONT-FAMILY: 宋体”>证明在超声波作用下,可以加速固化过程和得到牢固的粘合。加热法不能保证得到这样高的固化速度和粘合强度。这可以解释为超声波法和加热法,在同样温度下齐聚物的粘度相等,但由于结合的结构不同,而经超声波加工的样品比lang=EN-US>HK的粘度低1.5-2倍。这样,在HK固化的侵蚀表面观察到个别的球型分子结合,尺寸为20-100微米和无结构区域。超声波作用的OK形成的分子中,分子完全结合,其尺寸为20-30微米。降低OK的粘度,能够很好地铺开基质的表面(OK浸润角比HK的小15-25%)和渗透到它的气孔中及不平整处,提高粘合强度。加速过程固化,显然是由于齐聚物和固化剂能很好混合的结果。

style=”TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt”>style=”FONT-FAMILY: 宋体”>这样一来,超声波对环氧齐聚物在进行固化时能够起到改变其结构的作用。