金属—氟橡胶复合密封材料界面性能的研究

论文摘要

氟橡胶具有优异的耐热性、耐油性、耐候性、耐臭氧性和耐化学品性,人们常在汽车以及航空航天等众多领域使用该种材料。在实际应用中常将氟橡胶与金属进行复合,其目的是为了提高此复合材料的密封性。但由于氟橡胶存在自身表面张力小与反应点少等劣势,致使氟橡胶与金属的粘接存在着很大的困难,复合材料的力学性能和耐介质性能较差,因此,选择适当的胶黏剂对氟橡胶与金属的粘接,对提高复合密封材料界面性能起到重要的作用。本课题对环氧系胶黏剂进行深入研究,合成出两种不同的环氧系胶黏剂。双酚A与环氧氯丙烷摩尔比为1：5,在10mol/L氢氧化钠的作用下80℃反应4h,得到双酚A环氧树脂,为淡棕色的透明液体,产率为74.88%,经红外光谱认证与标准谱图一致。4,4’—二羟基—α,α’二甲基苄联氮（DDBA）与环氧氯丙烷摩尔比为1：15,在10mol/L氢氧化钠的作用下加入苄基三甲基氯化铵,90℃下反应4h,得到液晶环氧树脂,为淡黄色固体,产率为67.45%,偏光显微镜和DSC证明了其具有液晶性能,介晶相范围是114.48℃—164.43℃,为向列型液晶。将以上两种胶黏剂和改性芳纶增强环氧树脂作为胶黏剂分别与氟橡胶和301不锈钢板进行复配,制得金属-氟橡胶复合密封材料。耐介质性能和粘接性能测试的结果比较表明,以液晶环氧树脂为胶黏剂制备出的复合材料性能较好,其工艺条件为：环氧树脂与氟橡胶的质量比例为1:10,液晶环氧树脂加入量占本体环氧树脂的比例为4%,硫化温度为180℃,硫化时间为1h。复合材料在乙二醇水溶液煮沸5小时中无明显变化,质量变化为0.22%。200℃下烘干5h不脱落、不起皮,质量变化为0.21%。经耐油性测试后发现,复合材料表面无明显变化,质量变化为0.23%。经附着力测试测得附着力为1级。经拉剪性能测试测得剪切强度为7.39MPa。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 氟橡胶的定义、分类和应用
• 1.1.1 氟橡胶定义
• 1.1.2 氟橡胶的分类
• 1.1.3 氟橡胶的性能
• 1.1.4 氟橡胶的生产与应用
• 1.2 金属-氟橡胶用胶黏剂简介
• 1.2.1 硅烷偶联剂
• 1.2.2 含有增粘组分胶浆
• 1.2.3 含有异氰酸酯的胶黏剂
• 1.2.4 环氧体系的胶黏剂
• 1.3 国内外发展状况
• 1.4 氟橡胶与金属之间的粘接作用机理
• 1.5 本课题选题依据与主要内容
• 1.5.1 选题依据
• 1.5.2 主要内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验药品
• 2.2 实验仪器
• 2.3 分析测试方法
• 2.3.1 红外光谱
• 2.3.2 扫描电镜
• 2.3.3 力学性能
• 2.3.4 热分析
• 2.3.5 偏光显微镜
• 2.3.6 耐介质性能
• 2.3.7 附着力
• 第三章 双酚A环氧树脂对复合材料界面性能的影响
• 3.1 双酚A环氧树脂胶黏剂的合成
• 3.1.1 合成路线
• 3.1.2 反应原理
• 3.1.3 反应时间对产率的影响
• 3.1.4 反应温度对产率的影响
• 3.1.5 反应物配比对产率的影响
• 3.1.6 红外光谱
• 3.1.7 环氧值
• 3.2 金属-氟橡胶复合密封材料的制备
• 3.2.1 复合密封材料制备工艺
• 3.2.2 正交设计
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 力学性能
• 3.3.2 耐介质性能
• 3.3.3 附着力
• 3.3.4 正交实验结果
• 3.3.5 微观形貌
• 3.4 小结
• 第四章 液晶环氧树脂对复合材料界面性能的影响
• 4.1 液晶环氧树脂胶黏剂的合成
• 4.1.1 合成路线
• 4.1.2 反应原理
• 4.1.4 反应温度对产率的影响
• 4.1.5 反应物配比对产率的影响
• 4.1.6 红外光谱测试
• 4.1.7 环氧值测定
• 4.1.8 偏光显微镜及织构分析
• 4.1.9 DSC示差扫描量热分析
• 4.1.10 TGA
• 4.2 金属-氟橡胶复合密封材料的制备工艺
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 氟橡胶加入量对界面性能的影响
• 4.3.2 液晶环氧树脂加入量对界面性能的影响
• 4.3.3 硫化温度对界面性能的影响
• 4.3.4 硫化时间对复合密封材料界面性能的影响
• 4.3.5 SEM扫描电镜断面形貌分析
• 4.4 小结
• 第五章 芳纶增强环氧树脂对复合材料界面性能的影响
• 5.1 芳纶增强环氧树脂胶黏剂的合成
• 5.1.1 合成流程
• 5.1.2 反应原理
• 5.2 芳纶增强环氧树脂复合材料的制备
• 5.2.1 芳纶增强环氧树脂复合密封材料制备
• 5.2.2 正交实验
• 5.2.3 红外光谱分析
• 5.2.4 扫描电镜分析
• 5.2.5 芳纶对树脂浇注体力学性能的影响
• 5.3 金属-氟橡胶复合密封材料的制备
• 5.3.1 复合材料制备流程
• 5.3.2 正交设计
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 力学性能
• 5.4.2 附着力
• 5.4.3 耐介质性能
• 5.4.4 正交实验结果
• 5.4.5 SEM扫描电镜断面形貌分析
• 5.5 机理研究
• 5.6 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢