超低溫用UV丙烯酸酯膠：-196℃粘接粘度高達(dá)17MPa
不少人好奇，空間站的材料是怎么忍受太空中各種惡劣條件的？比如，能夠在超低溫環(huán)境下（液氮-196℃）使用的膠黏劑并不常見(jiàn)。本文將要介紹一種由北京航空航天大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)公開(kāi)的一款UV固化丙烯酸酯膠黏劑，即使在液氮環(huán)境中，依舊可以保持17MPa。這種膠黏劑的技術(shù)核心在于配方中使用了一種特殊的高性能熱塑性樹(shù)脂——酚酞基聚芳醚酮(PEKC)。研究者在UV光固化丙烯酸酯膠黏劑體系中，分別加入1,2,3,4%的PEKC（其它原材料份數(shù)保持不變），各配方在液氮溫度下對(duì)鋁-玻璃搭接基材的粘接力如下圖所示：
由上圖可見(jiàn)，隨著PEKC含量從0增加到4%，膠黏劑的剪切強(qiáng)度逐步提高，當(dāng)PEKC含量為3%時(shí)，在液氮下的粘接強(qiáng)度達(dá)到最大值17.23MPa，充分表明了PEKC可以有效提高UV固化丙烯酸酯膠黏劑在超低溫下的粘接性能。研究者認(rèn)為，純粹的UV丙烯酸酯膠黏劑體系脆性較大，在超低溫下，收縮嚴(yán)重，極易與被粘接基材發(fā)生脫粘現(xiàn)象，從而導(dǎo)致較低的粘接力。若體系中加入適量的PEKC，則能構(gòu)成熱塑/熱固共混樹(shù)脂體系，誘導(dǎo)成核-增長(zhǎng)相分離機(jī)制的形成，造成“海（富熱固相）/島(富熱塑相)結(jié)構(gòu)?！睄u“的存在會(huì)引發(fā)次級(jí)裂紋，從而體系抵抗裂紋擴(kuò)展的能力增強(qiáng)。另一方面，PEKC的加入可以降低丙烯酸酯體系的固化收縮率和熱膨脹系數(shù)，有效降低丙烯酸酯體系的收縮內(nèi)應(yīng)力，從而提高UV丙烯酸酯膠在液氮溫度下的粘接能力。為了驗(yàn)證以上設(shè)想，研究者測(cè)試了PEKC不同含量下的體收縮率和線收縮率，如下所示：
隨著PEKC含量從0增加到4%，線性膨脹系數(shù)則從6.71下降到5.29。常見(jiàn)材料的線性熱膨脹系數(shù)分別是：鋁合金2.32x10-5/℃，銅為1.75x10-5/℃，玻璃為1.15x10-5/℃。膠黏劑的熱膨脹系數(shù)越接近被粘材料的膨脹系數(shù)，膠/基材界面在不同溫度下的接觸效果越好，所以PEKC的加入降低了體系的膨脹系數(shù)，從而提高了其在超低溫下的粘接效果。總的來(lái)說(shuō)，PEKC的加入可以有效降低UV固化丙烯酸酯樹(shù)脂膠黏劑的熱膨脹系數(shù)和收縮率，促使其在液氮溫度下依舊能保持17MPa的粘接剪切強(qiáng)度（鋁/玻璃）。更多濾芯膠請(qǐng)?jiān)L問(wèn)m.jbmtpc.com
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