內容編輯偶聯(lián)劑對玻璃及鋁膠接耐久性有影響
1、硅烷偶聯(lián)劑具有有機-無(wú)機混雜結構，用于改善膠粘劑與表面之間的粘接性。最早開(kāi)發(fā)的硅烷偶聯(lián)劑是用于改善復合材料中玻璃纖維與環(huán)氧基體之間的粘接。近幾年，將硅烷用于鋁及玻璃的結構膠接，以取代其他對環(huán)境有害的或昂貴的表面處理，引起了人們的關(guān)注。本文從實(shí)際應用角度著(zhù)重討論用硅烷偶聯(lián)劑處理玻璃及鋁表面對粘接的耐久性的影響。
2、實(shí)驗部分
2.1 偶聯(lián)劑應用于玻璃表面在實(shí)驗中以氨丙基三乙氧基硅烷(ＡＰＥＳ)及環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(ＧＰＭＳ)作為偶聯(lián)劑，通過(guò)混合于膠粘劑中或用偶聯(lián)劑溶液浸涂應用于玻璃表面。玻璃試樣用蒸餾水清洗后于50℃，1ｈ烘干，然后以不同濃度的偶聯(lián)劑溶液浸30ｍｉ，偶聯(lián)劑質(zhì)量分數為0.1%～5%。然后于120℃烘干1ｈ。與浸涂法相比較，將偶聯(lián)劑直接混合于膠粘劑中，質(zhì)量分數為0.1%～5%。浮法玻璃以錫面對錫面粘接，玻璃試樣的錫浴面與空氣面在紫外光下可區別開(kāi)。膠接面積為20ｍｍ×5ｍｍ，膠層厚度為0.2ｍｍ。固化條件為室溫24ｈ→120℃.1ｈ。所有粘接試件在含0.15%陰離子表面活性劑的蒸餾水中于40℃下浸泡28ｄ。經(jīng)浸泡的試件在通用試驗機上測定壓剪強度，壓頭速率5ｍｍ·ｍｉｎ-1。
2.2 硅烷偶聯(lián)劑應用于鋁表面在施用ＡＰＥＳ及ＧＰＭＳ硅烷偶聯(lián)劑前，鋁基材以不同的方法前處理。通過(guò)0.5%偶聯(lián)劑水溶液浸泡將偶聯(lián)劑施用于基材上。試樣于40℃.30ｍｉｎ烘干。膠粘劑為雙酚Ａ環(huán)氧樹(shù)脂-二乙烯三胺體系。單搭接試件在70℃去離子水中浸42ｄ后測定拉剪強度，夾頭速度為10ｍｍ·ｍｉｎ-1。
3、結果與討論
3.1 偶聯(lián)劑對玻璃粘接的影響試驗結果，硅烷含量對粘接強度及耐久性的影響，非功能基硅烷的影響。實(shí)驗中采用了ＡＰＥＳ及ＧＰＭＳ。若硅烷直接混合于樹(shù)脂中，ＡＰＥＳ的效果優(yōu)于ＧＰＭＳ。這可能是因為堿性的膠粘劑加速了氨基硅烷的縮合。相反，對于玻璃表面預處理來(lái)說(shuō)，ＧＰＭＳ的結果優(yōu)于ＡＰＥＳ。
接頭強度隨偶聯(lián)劑含量而變化,在質(zhì)量分數為0.5%時(shí)強度達到最大值14ＭＰａ。直接混合法得到了不同的結果。質(zhì)量分數從0.1%增加到1%接頭強度迅速增大。玻璃粘接的耐久性得到很大的改善：40℃.28ｄ老化試驗后接頭強度高達15ＭＰａ，比不用偶聯(lián)劑的試件高1倍。這些試驗結果表明硅烷改善了耐久性。與膠粘劑混合需要更多的硅烷才能達到最大粘接強度。以非官能基硅烷作表面處理的結果說(shuō)明硅烷不僅改善了與基材的粘接，而且防止玻璃表面被腐蝕。
3.2 硅烷對鋁粘接的影響說(shuō)明氨丙基三乙氧基硅烷應用于溶劑脫脂的鋁表面上，對初始粘接強度及長(cháng)期老化后的強度都沒(méi)有改善。
與溶劑脫脂法相比，堿液清洗過(guò)的鋁表面用相同的硅烷偶聯(lián)劑處理后，無(wú)論是初始粘接強度或在高溫去離子水中長(cháng)期浸泡后的強度都有所改善。ＡＰＥＳ也能改善噴砂處理鋁試件的剪切強度，而具有環(huán)氧基的ＧＰＭＳ效果更顯著(zhù)。它說(shuō)明將鋁表面以適當的化學(xué)或機械方法進(jìn)行前處理再施用偶聯(lián)劑的重要性。
4、結束語(yǔ)多的偶聯(lián)劑才能達到最大強度。
對于鋁的粘接，經(jīng)堿處理和噴砂處理的鋁片，偶聯(lián)劑可改善其耐久性，且ＧＰＭＳ比ＡＰＥＳ效果更顯著(zhù)，而僅用溶劑脫脂處理，則基本無(wú)影響。
2、實(shí)驗部分
2.1 偶聯(lián)劑應用于玻璃表面在實(shí)驗中以氨丙基三乙氧基硅烷(ＡＰＥＳ)及環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(ＧＰＭＳ)作為偶聯(lián)劑，通過(guò)混合于膠粘劑中或用偶聯(lián)劑溶液浸涂應用于玻璃表面。玻璃試樣用蒸餾水清洗后于50℃，1ｈ烘干，然后以不同濃度的偶聯(lián)劑溶液浸30ｍｉ，偶聯(lián)劑質(zhì)量分數為0.1%～5%。然后于120℃烘干1ｈ。與浸涂法相比較，將偶聯(lián)劑直接混合于膠粘劑中，質(zhì)量分數為0.1%～5%。浮法玻璃以錫面對錫面粘接，玻璃試樣的錫浴面與空氣面在紫外光下可區別開(kāi)。膠接面積為20ｍｍ×5ｍｍ，膠層厚度為0.2ｍｍ。固化條件為室溫24ｈ→120℃.1ｈ。所有粘接試件在含0.15%陰離子表面活性劑的蒸餾水中于40℃下浸泡28ｄ。經(jīng)浸泡的試件在通用試驗機上測定壓剪強度，壓頭速率5ｍｍ·ｍｉｎ-1。
2.2 硅烷偶聯(lián)劑應用于鋁表面在施用ＡＰＥＳ及ＧＰＭＳ硅烷偶聯(lián)劑前，鋁基材以不同的方法前處理。通過(guò)0.5%偶聯(lián)劑水溶液浸泡將偶聯(lián)劑施用于基材上。試樣于40℃.30ｍｉｎ烘干。膠粘劑為雙酚Ａ環(huán)氧樹(shù)脂-二乙烯三胺體系。單搭接試件在70℃去離子水中浸42ｄ后測定拉剪強度，夾頭速度為10ｍｍ·ｍｉｎ-1。
3、結果與討論
3.1 偶聯(lián)劑對玻璃粘接的影響試驗結果，硅烷含量對粘接強度及耐久性的影響，非功能基硅烷的影響。實(shí)驗中采用了ＡＰＥＳ及ＧＰＭＳ。若硅烷直接混合于樹(shù)脂中，ＡＰＥＳ的效果優(yōu)于ＧＰＭＳ。這可能是因為堿性的膠粘劑加速了氨基硅烷的縮合。相反，對于玻璃表面預處理來(lái)說(shuō)，ＧＰＭＳ的結果優(yōu)于ＡＰＥＳ。
接頭強度隨偶聯(lián)劑含量而變化,在質(zhì)量分數為0.5%時(shí)強度達到最大值14ＭＰａ。直接混合法得到了不同的結果。質(zhì)量分數從0.1%增加到1%接頭強度迅速增大。玻璃粘接的耐久性得到很大的改善：40℃.28ｄ老化試驗后接頭強度高達15ＭＰａ，比不用偶聯(lián)劑的試件高1倍。這些試驗結果表明硅烷改善了耐久性。與膠粘劑混合需要更多的硅烷才能達到最大粘接強度。以非官能基硅烷作表面處理的結果說(shuō)明硅烷不僅改善了與基材的粘接，而且防止玻璃表面被腐蝕。
3.2 硅烷對鋁粘接的影響說(shuō)明氨丙基三乙氧基硅烷應用于溶劑脫脂的鋁表面上，對初始粘接強度及長(cháng)期老化后的強度都沒(méi)有改善。
與溶劑脫脂法相比，堿液清洗過(guò)的鋁表面用相同的硅烷偶聯(lián)劑處理后，無(wú)論是初始粘接強度或在高溫去離子水中長(cháng)期浸泡后的強度都有所改善。ＡＰＥＳ也能改善噴砂處理鋁試件的剪切強度，而具有環(huán)氧基的ＧＰＭＳ效果更顯著(zhù)。它說(shuō)明將鋁表面以適當的化學(xué)或機械方法進(jìn)行前處理再施用偶聯(lián)劑的重要性。
4、結束語(yǔ)多的偶聯(lián)劑才能達到最大強度。
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