Fusion-bonded-epoxy нунтаг бүрэхийн тулд карбоксилтерминатыг бэлтгэх

Карбоксил төгсгөлтэй поли (бутадиен-ко-акрилонитрил)-эпокси давирхайн преполимерийг хайлуулах-бонд-эпокси бэлтгэх ба шинж чанар. Нунтаг бүрхэвч

1 танилцуулга

хайлуулсан эпокси (FBE) нунтаг бүрэх 3M Co.-ийн анх боловсруулсан эдгээр нь газрын тос, металл, хий, ус дамжуулах шугам хоолой зэрэг үйлдвэрлэлийн урт хугацааны зэврэлтээс хамгаалах чухал үед өргөн хэрэглэгддэг. Гэсэн хэдий ч, FBE нунтаг бүрэх гүйцэтгэлийн шаардлага нь хөндлөн холбоосын өндөр нягтралтай тул бэрхшээлтэй байдаг. Эдгэрсэн бүрээсийн хэврэг чанар нь эпоксиийг үйлдвэрлэлд өргөнөөр ашиглахад саад болж буй гол бэрхшээлүүдийн нэг юм. Иймээс бүрээсний бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэх замаар FBE бүрээсийн гүйцэтгэлийг сайжруулах боломжтой байж болох юм. Эпокси системийг хатууруулахын тулд хатууруулах олон аргыг ашигладаг бөгөөд ихэвчлэн нийлмэл хэрэглээнд резин, эластомер, термопластик, сополимер, нано бөөмсөөр өөрчилсөн эпокси ба дээрхи хослолууд.
Эпокси системийг хатууруулах өөрчлөлтийн талаар олон судалгаа хийсэн боловч ихэнх нь
Судалгаанд эпокси давирхайг реактив шингэн резин, ялангуяа карбоксил төгсгөлтэй бутадиен-ко-акрилонитрил (CTBN) ашиглан химийн аргаар өөрчилсөн. МакГарри нар 3000 молекул жинтэй CTBN ба пиперидинээр хатаасан янз бүрийн DGEBA эпокси ашигласан. Kinloch нар DGEBA/CTBN/piperidine системд цохилтын хугарлын бат бөх чанарыг янз бүрийн цохилтын хурдаар тооцоолж, бат бөх чанарыг бараг хоёр дахин нэмэгдүүлэх замаар динамик хамаарлыг илрүүлсэн. CTBN-ийг бисфенол-А (DGEBA) эпокси давирхайн диглицидилийн эфир зэрэг эпокси системд нэвтрүүлж болно. Ийм эпокси давирхайг шингэн резинтэй хамт хатаавал цохилтын энергийг шингээх замаар домайны бат бөх чанарыг сайжруулж болно. Эдгэрсэн давирхайд шингэн резинийг бөмбөрцөг хэлбэртэй эсвэл тасралтгүй бүтэцтэй эпокси матрицад тараадаг хоёр фазын систем[26] багтдаг нь мэдэгдэж байна.
Одоогийн байдлаар эпокси давирхайг хатууруулах нь голчлон шингэн эпокси давирхайн дээр төвлөрч, хатуу эпокси давирхайг хатууруулах талаар бага хэмжээний судалгаа хийсэн байна. Энэ нийтлэлд бид ямар ч органик уусгагч ашиглахгүйгээр CTBN-EP преполимеруудыг бэлтгэсэн. Дараа нь CTBN-EP преполимерээр дүүргэсэн FBE нунтаг бүрэх нийлмэл материал үйлдвэрлэсэн. Механик шинж чанар, морфологийн шинжилгээнд үндэслэн фазаар тусгаарлагдсан матрицад давамгайлж буй хатууруулах механизмд дүн шинжилгээ хийх оролдлого хийсэн. CTBN-EP системийн бүтцийн өмчийн харилцаанд дүн шинжилгээ хийх нь бидний мэдэж байгаагаар шинэ оролдлого юм. Иймээс энэхүү хатууруулах шинэ технологи нь үйлдвэрт FBE нунтаг бүрээсийг ашиглах хүрээг өргөжүүлж чадна.

2 Туршилтын

2.1 материал

Ашигласан эпокси давирхай нь 663-750-ийн эпоксидын эквивалент жинтэй бисфенол А (DGEBA) (DOW, DER900)-ийн хатуу диглицидилийн эфир байв. Шингэн, карбоксил төгсгөлтэй поли(бутадиен-ко-акрилонитрил) (CTBN) (Эме)rald, Hypro 1 300×1323) акрилонитрилийн агууламж 26% -ийг ашигласан. Энэ системд трифенилфосфиныг катализатор болгон ашигласан. Эдгэрүүлэх бодис (HTP-305) нь фенол юм. Фенолын эпокси давирхайг (GT7255) HUNTSMAN Co., Pigment(L6900)-ийг BASF Co.-оос нийлүүлж, Хийг сааруулагч, тэгшлэгч бодисыг Айсителүн компаниас худалдан авсан.

2.2 CTBNEP преполимеруудын нийлэгжилт ба шинж чанар

Стейхиометрийн хэмжээний эпокси давирхай, CTBN болон катализаторыг колбонд хийж, халааж, механик аргаар 150 ℃ температурт 3.0 цагийн турш хутгана. Хүчиллэгийн утга 0 хүртэл буурах үед урвал зогссон. Урьдчилан полимеруудыг C0, C5, C10, C15, C20 гэж тэмдэглэсэн (дэд үсэг нь CTBN-ийн агуулга юм). Боломжит урвалыг 1-р зурагт үзүүлэв.
Бүтцийн шинж чанарыг тодорхойлохын тулд FTIR спектроскопи ашигласан. FTIR спектрийг FTLA2000-104 спектрофотометрээр 4–500 см−500 долгионы урттай (Канадын ABB Bomem) мужид бүртгэсэн. CTBN-EP преполимеруудын молекул жин ба молекул жингийн тархалтыг GPC-ээр тодорхойлсон. Тетрахидрофураныг (THF) 1 мл/мин урсгалын хурдтай цэвэрлэгч болгон ашигласан. Баганын системийг монодисперстэй стандарт полистирол ашиглан тохируулсан.

2.3 Хатаах хальс бэлтгэх ба шинж чанар

Жингийн 0%-20% CTBN агуулсан таван хатууруулах хальс бэлтгэсэн. Тооцоолсон DGEBA (хүснэгт 1-д өгсөн томъёоны дагуу) ба HTP-305-ийг нэг төрлийн хольц авахын тулд 120 ℃ температурт 10 минутын турш хутгана. Холимогийг урьдчилан халаасан төмрийн хэвэнд юүлж, 180 ℃-т халаасан зууханд 10 минут байлгаад дараа нь 30 ℃ температурт 200 минутын турш хатаана.

Суналтын туршилтыг KD111-5 (KaiQiang Co., Ltd., China) машин дээр 1 мм/мин хурдтайгаар гүйцэтгэсэн. ГБ/2568-81 стандартын дагуу дунджаар гурван дээжээс утгыг авсан. Сорьцын хугарлын цэг дэх суналтыг үнэлэв. Загварын цохилтын бат бөх чанарыг MZ-2056 машин дээр 40 мм × 10 мм × 2 мм хэмжээтэй тэгш өнцөгт загвар ашиглан тодорхойлсон. Туршилтыг өрөөний температурт явуулсан бөгөөд GB/ T2571-1995 стандартын дагуу дунджаар гурван дээжээс утгыг авсан.

Хатаах хальсны шил шилжилтийн температурыг динамик механик анализатор (DMA) ашиглан тодорхойлсон. Хэмжилтийг 2 Гц-ийн тогтмол давтамжийн түвшинд -90 ℃-аас 180 ℃ хүртэл 1 ℃/мин халаалтын хурдаар гүйцэтгэсэн. Хадгалах модуль, алдагдлын модуль болон алдагдлын коэффициентийг 30 мм × 10 мм × 2 мм хэмжээтэй дээж бүхий хос консолын горимыг ашиглан олж авсан.

Сканнерийн электрон микроскоп (SEM) (Quanta-2000 загвар SEM, Голландын FEI) 10 кВ-ын электрон хүчдэлтэй. Шингэн азотын дор дээжийг хугалж, вакуум дор хатаахын өмнө резинэн фазыг гаргаж авахын тулд эхлээд толуолаар эмчилсэн. Хагас автомат зураг авах замаар тархсан хэсгүүдийн хэмжээ, тархалтыг тодорхойлсон.

Бэлтгэсэн дээжийн жингийн хувийн жингийн алдагдал болон дулааны задралын шинж чанарыг Instrument (Швейцарийн METTER Toledo) дээр тэмдэглэсэн термогравиметрийн анализатор (TGA) ашиглан үнэлэв. Авсан дээжийн хэмжээ нь цагаан алтны дээжний саванд ойролцоогоор 5-10 мг байв. Ажиллагаа бүрийн халаалтын хурдыг 10 ℃ / мин-д байлгаж, температурын хүрээ нь 800 ℃ хүртэл байв.