Cómo diseñar la fórmula adhesiva epoxi óptima

Los adhesivos epoxi son los más utilizados y tienen el mayor volumen de uso entre los adhesivos. Para diseñar la fórmula óptima para adhesivos epoxi y lograr el rendimiento de Unión requerido, es necesario comprender el mecanismo de adhesión y el mecanismo de falla de la Unión.

Con respecto a los principios básicos del diseño de fórmula adhesiva epoxi, los siguientes tres aspectos deben manejarse bien:

. Relación entre las propiedades adhesivas y el rendimiento de unión

Las propiedades del adhesivo tienen un impacto decisivo en el rendimiento de la Unión y son cruciales para el diseño de la fórmula del adhesivo. El rendimiento de la capa adhesiva y la capa de interfaz en la articulación depende principalmente de la estructura, las propiedades y el proceso de curado del adhesivo, así como de la estructura de la superficie y las propiedades del adherente.

Las propiedades del adhesivo discutidas aquí se refieren a las propiedades de la capa adhesiva curada y la capa de interfaz. Las principales propiedades del adhesivo que afectan el rendimiento de la Unión incluyen:

(1) La fuerza y dureza del adhesivo. El primero es la capacidad del adhesivo para resistir fuerzas externas, mientras que el segundo es la capacidad de reducir la concentración de tensión y resistir la propagación de grietas. Mejorar la resistencia y tenacidad del adhesivo es beneficioso para mejorar la resistencia de unión de la articulación.

(2) El módulo y el alargamiento a la rotura del adhesivo. Estos dos afectan la distribución de la tensión de la articulación unida. Un adhesivo con bajo módulo y alto alargamiento en la rotura puede mejorar en gran medida la resistencia de unión en condiciones de "fuerza lineal". Sin embargo, el módulo demasiado bajo y el alargamiento demasiado alto en la rotura a menudo pueden reducir la resistencia cohesiva, lo que puede reducir la resistencia de la Unión. Para estos dos factores opuestos, solo encontrando sus valores óptimos bajo su influencia conjunta se puede lograr la mejor fuerza de unión de "fuerza lineal".

(3) La estabilidad y durabilidad de los adhesivos. Esta es su capacidad para resistir el deterioro del rendimiento adhesivo y el daño estructural causado por el entorno circundante (temperatura, humedad, envejecimiento, erosión media, etc.). Desempeña un papel decisivo en la mejora de la resistencia al calor, la humedad y la resistencia al calor, la resistencia al envejecimiento, la resistencia a la corrosión y la seguridad y fiabilidad de las articulaciones. La resistencia al cizallamiento (tensión superficial) y la resistencia al desprendimiento (tensión de línea) son obviamente dos tipos diferentes de propiedades. El primero pertenece a la categoría de estrés y es el estrés final (estrés de falla) del material; El último está relacionado con la energía de deformación del adhesivo y pertenece a la categoría de energía, que es la energía de fractura (trabajo de fractura) del material. Entonces, algunas personas enumeran la resistencia al pelado como un parámetro de tenacidad. Zhongwei Yizong et al. midió la relación entre el grosor de la capa adhesiva, la temperatura y la velocidad de prueba con la resistencia al pelado, y descubrió que estos parámetros se pueden convertir. El número de picos de resistencia al pelado en la curva está relacionado con el número de puntos de transición del adhesivo.

La relación entre la dureza, el módulo y el rendimiento de unión de los adhesivos epoxi se puede dividir en cuatro regiones en función de su dureza: adhesivos no estructurales, adhesivos flexibles, adhesivos estructurales generales, y adhesivos resistentes al calor.

Debe señalarse que el rendimiento del adhesivo y el rendimiento de la Unión están interrelacionados y son mutuamente restrictivos. Solo considerando y pesando de manera integral se puede diseñar la fórmula óptima para el adhesivo epoxi requerido.

Se adjuntará la base principal para determinar el rendimiento clave del adhesivo epoxi requerido

(1) Seleccione el rendimiento del adhesivo de acuerdo con el estado de tensión y la magnitud en la articulación. Para la "fuerza plana", es aconsejable elegir un adhesivo con alta resistencia cohesiva y fuerza de adhesión, y buena tenacidad. Para la "fuerza lineal", es aconsejable elegir un adhesivo con buena tenacidad, menor módulo y mayor alargamiento a la rotura. Cuando se somete a cargas de fatiga o impacto, es aconsejable elegir un adhesivo con buena dureza.

(2) Seleccione el adhesivo de acuerdo con las propiedades del adherend. Los materiales rígidos y quebradizos (como vidrio, cerámica, cemento, piedra, etc.) deben usar un adhesivo con alta resistencia, alta dureza y módulo, y no deformado fácilmente. Las piezas de chapa y las piezas estructurales y otros materiales rígidos resistentes y de alta resistencia, debido a la gran carga y la presencia de estrés por pelado, impacto y estrés por fatiga, deben usar alta resistencia, adhesivos estructurales resistentes, como los adhesivos epoxi-nitrilo. Los materiales suaves y elásticos (películas plásticas, caucho, etc.) generalmente no usan adhesivos epoxi. También se puede seleccionar un adhesivo epoxi flexible. Los materiales porosos (espuma de plástico, daños marinos, etc.) deben usar un más viscoso,Adhesivo epoxi flexible. Los materiales con baja polaridad (polietileno, polipropileno, fluoroplásticos, etc.) deben activarse en la superficie antes de unirse con adhesivo epoxi.

(3) Seleccione el adhesivo según la temperatura de uso. La temperatura de transición vítrea Tg del adhesivo debe ser generalmente más alta que la temperatura de uso máxima. La Temperatura de uso de los adhesivos epoxi de uso general es de aproximadamente-40 ~ 80 ℃. Cuando la temperatura de uso sea superior a 150 ℃, se deben usar adhesivos resistentes al calor. Cuando la temperatura de uso es inferior a-70 ℃, se debe usar un adhesivo resistente a bajas temperaturas, como adhesivo epoxi-poliuretano, adhesivo epoxi-nylon, etc. El frío y el calor Alternativos tienen un mayor efecto destructivo en la articulación, y se debe usar un adhesivo resistente a altas y bajas temperaturas, como un adhesivo epoxi-nylon, etc.

(4) Seleccione el adhesivo de acuerdo con otros requisitos de rendimiento. Como resistencia al agua, resistencia a la humedad, resistencia al envejecimiento, resistencia a la corrosión, propiedades dieléctricas, etc.

(5) Seleccione el adhesivo de acuerdo con los requisitos del proceso (temperatura de curado, velocidad de curado, viscosidad, curado en superficies húmedas o en agua, etc.). El adhesivo seleccionado a menudo no puede cumplir con todos los requisitos al mismo tiempo. Esto requiere juzgar correctamente qué propiedades son las principales propiedades (propiedades clave) del adhesivo requerido y cuáles son propiedades secundarias. Y diseñe la fórmula adhesiva de acuerdo con el principio de garantizar las propiedades principales y teniendo en cuenta otras propiedades.

A' Pasos y métodos para el diseño de fórmula adhesiva epoxi

En primer lugar, debe determinarse si es posible usar un adhesivo epoxi basado en el rendimiento de uso y las condiciones permitidas del proceso de curado, y si existe una ventaja en términos de relación rendimiento-precio. A continuación, el diseño de la fórmula se puede llevar a cabo en los siguientes pasos.

(1) Sentencia preliminar de cuáles son las principales propiedades y cuáles son las propiedades secundarias requeridas para el adhesivo epoxi.

(2) Basado en el principio de garantizar las funciones principales y teniendo en cuenta otras funciones, Determine la fórmula preliminar del adhesivo (el ensamblaje del grupo y la relación del adhesivo) según la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales componentes y las propiedades del adhesivo. El costo y la fuente de los materiales componentes también deben considerarse.

Primero, seleccione el sistema de curado de resina epoxi. Calcule la cantidad teórica de resina y agente de curado de acuerdo con el equivalente químico. Para catalizadores y aceleradores, consulte datos empíricos.

A continuación, seleccione otros aditivos. Determine la cantidad preliminar (relación) de acuerdo con datos empíricos o ensamblaje de prueba. Al seleccionar los materiales componentes, también preste atención a la influencia mutua entre ellos.

(3) Optimice la fórmula preliminar de acuerdo con el principio de función principal óptima y otras funciones apropiadas. Como utilizar el análisis de regresión Ortogonal y, con la ayuda del diseño asistido por computadora, finalmente determinar la mejor fórmula después de una consideración completa.