PF专著CC复合材料用高温胶粘剂PF专著CC复合材料用高温胶粘剂邓州
PF专著 C/C复合材料用高温胶粘剂,PF专著 C/C复合材料用高温胶粘剂
随着航空、航天等高技术的发展,C/C复合材料以其独特的性能应用范围越来越宽,其具有的高强度和高模量、热膨胀系数低、高温尺寸稳定性好、热应力小、重量轻等性能,特别是C/C材料随温度上升其强度不仅不降低,甚至比室温还高,这是其它材料无法比拟的。C/C材料性能良好但有些问题仍有待进一步提高,如自身或与其它材料的连接问题,采用机械连接工艺复杂,容易产生应力集中且重量大,易造成可靠性差和有效载荷下降,采用粘结技术具有工艺简单,耐久性好,重量轻但耐热性差,由于C/C材料较多的用于瞬间耐热,选择简化制造工艺,提高有效载荷,满足C/C材料的连结技术要求的高温胶粘剂显得尤为重要。
在C/C材料的粘结用胶粘剂上有无机和有机两大类,无机胶粘剂耐热温度很高,但粘接强度和耐久性差,不能用于结构连接,目前用于高温粘结的高分子材料有酚醛树脂、有机硅、聚苯并咪唑和聚酰亚胺等芳杂环聚合物,酚醛树脂由于含有大量苯环,高温下可以炭化形成石墨层和炭化层,瞬间耐热性能优异,因此在航空和航天瞬间耐热胶粘剂领域得到广泛的应用
在耐热的高分子材料中,聚酰亚胺、聚苯并咪唑、有机硅聚合物、酚醛树脂等较为常用,这几种高聚物性能各有优劣,聚酰亚胺和聚苯并咪唑耐热性能优异,但工艺性能差,固化温度高,有机硅聚合物耐热性和韧性好,但粘结强度低,不能作为结构粘接材料使用,酚醛树脂从耐热性上低于前三者,但具有固化温度低,工艺性能优良,粘结强度高,高温下表面可以形成石墨化层和炭化层,减缓内部被氧化速度,可以作为瞬间耐高温胶粘剂使用,故现阶段瞬间高温胶粘剂大多采用酚醛体系,长期使用的结构胶和复合材料基体树脂则多采用聚酰亚胺体系。
为满足C/C复合材料的粘结要求,研制固化温度低,瞬间耐热性好,粘接强度高的结构胶粘剂,可以选择以热固性酚醛为主体,以有机硅聚合物进行改性,提高其耐热性和韧性,最终获得性能良好的瞬间耐高温胶粘剂。酚醛树脂是一种历史悠久性能良好的热固性树脂,具有良好的耐热性,普通酚醛在200℃下能够稳定的存在,超过200℃便发生明显的氧化,从340℃~360℃就进入热分解阶段,为了进一步提高其耐热性,对普通酚醛的改性工作方兴未艾,改性的方法多种多样,满足了不同行业的多种求,用化学改性的方法是应用较多的改性手段之一,比较成功的有硼酚醛、钼酚醛、有机硅改性酚醛等。
硼酚醛是最为成功的改性酚醛品种之一,高聚物之所以耐热其中主要就是分子间存在着高键能,大分子为刚性链结构,普通酚醛是以炭炭键连接苯环,硼酚醛是以硼氧键连接苯环,硼酚醛的耐热性特别是瞬间耐热性能优异。某公司生产的FB硼酚醛的热分解温度高达500℃以上,900℃的残炭率高达60%以上,具有工艺性能优良、阻燃、耐烧蚀等优点。
以FB树脂作为胶粘剂所粘结的钢试片经800℃一小时的煅烧而不脱落,FB硼酚醛还可用作环氧树脂的高温固化剂,以FB树脂固化的环氧粘结的钢试片500℃一小时还有1~2Mpa的粘结强度。FB硼酚醛还具有优良的瞬间高温性能,对各种石墨-炭素材料具有良好的粘结性能,经广大科技工作者的开发应用,FB硼酚醛已在航天耐烧蚀材料、绝热材料、复合材料、C/C材料、高温粘合剂和涂料领域获得了广泛的应用,我们愿与科技人员开展广泛的合作,研发兼具耐热、高强度、工艺性好的C/C材料用高温粘合剂,满足日益发展的C/C材料高温粘结的需求。
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