Comment concevoir la formule adhésive époxy optimale

Les adhésifs époxy sont les plus largement utilisés et ont le plus grand volume d'utilisation parmi les adhésifs. Pour concevoir la formule optimale pour les adhésifs époxy et obtenir les performances de liaison requises, il est nécessaire de comprendre le mécanisme d'adhérence et le mécanisme de défaillance de la liaison.

En ce qui concerne les principes de base de la conception de la formule adhésive époxy, les trois aspects suivants doivent être bien gérés:

一 、 Relation entre les propriétés adhésives et les performances de liaison

Les propriétés de l'adhésif ont un impact décisif sur les performances de collage et sont cruciales pour la conception de la formule de l'adhésif. Les performances de la couche adhésive et de la couche d'interface dans le joint dépendent principalement de la structure, des propriétés et du processus de durcissement de l'adhésif, ainsi que de la structure de surface et des propriétés de l'adhérent.

Les propriétés de l'adhésif discutées ici se réfèrent aux propriétés de la couche adhésive durcie et de la couche d'interface. Les principales propriétés de l'adhésif qui affectent les performances de liaison comprennent:

(1) La force et la ténacité de l'adhésif. Le premier est la capacité de l'adhésif à résister aux forces externes, tandis que le second est la capacité de réduire la concentration de contraintes et de résister à la propagation des fissures. L'amélioration de la résistance et de la ténacité de l'adhésif est bénéfique pour améliorer la force de liaison de l'articulation.

(2) Le module et l'allongement à la rupture de l'adhésif. Ces deux affectent la distribution des contraintes de l'articulation liée. Un adhésif à faible module et à fort allongement à la rupture peut grandement améliorer la force de liaison dans des conditions de "force linéaire". Cependant, un module trop bas et un allongement trop élevé à la rupture peuvent souvent réduire la force de cohésion, ce qui peut réduire la force de liaison. Pour ces deux facteurs opposés, ce n'est qu'en trouvant leurs valeurs optimales sous leur influence conjointe que la meilleure force de liaison de «force linéaire» peut être atteinte.

(3) La stabilité et la durabilité des adhésifs. C'est sa capacité à résister à la détérioration des performances adhésives et aux dommages structurels causés par l'environnement environnant (température, humidité, vieillissement, érosion moyenne, etc.). Il joue un rôle décisif dans l'amélioration de la résistance à la chaleur, l'humidité et la résistance à la chaleur, la résistance au vieillissement, la résistance à la corrosion et la sécurité et la fiabilité des joints. La résistance au cisaillement (contrainte de surface) et la résistance au pelage (contrainte de ligne) sont évidemment deux types de propriétés différents. Le premier appartient à la catégorie des contraintes et est la contrainte ultime (contrainte de défaillance) du matériau; Ce dernier est lié à l'énergie de déformation de l'adhésif et appartient à la catégorie d'énergie, qui est l'énergie de fracture (travail de fracture) du matériau. Ainsi, certaines personnes répertorient la résistance au pelage comme paramètre de ténacité. Zhongwei Yizong et al. ont mesuré la relation entre l'épaisseur de la couche adhésive, la température et la vitesse de test avec la résistance au pelage, et ont constaté que ces paramètres peuvent être convertis. Le nombre de pics de résistance au pelage dans la courbe est lié au nombre de points de transition de l'adhésif.

La relation entre la dureté, le module et les performances de liaison des adhésifs époxy peut être divisée en quatre régions en fonction de leur dureté: adhésifs non structurels, adhésifs flexibles, adhésifs structurels généraux, et adhésifs résistant à la chaleur.

Il faut souligner que les performances de l'adhésif et les performances de liaison sont interdépendantes et mutuellement restrictives. Ce n'est qu'en examinant et en pesant de manière exhaustive que la formule optimale pour l'adhésif époxy requis peut être conçue.

Sel、 Base principale pour déterminer les performances clés de l'adhésif époxy requis

(1) Sélectionnez les performances de l'adhésif en fonction de l'état de contrainte et de l'ampleur dans l'articulation. Pour la «force plane», il est conseillé de choisir un adhésif avec une force de cohésion et une force d'adhérence élevées, et une bonne ténacité. Pour la «force linéaire», il est conseillé de choisir un adhésif avec une bonne ténacité, un module inférieur et un allongement plus élevé à la rupture. Lorsqu'il est soumis à des charges de fatigue ou d'impact, il est conseillé de choisir un adhésif avec une bonne ténacité.

(2) Sélectionnez l'adhésif en fonction des propriétés de l'adhérend. Les matériaux rigides et fragiles (tels que le verre, la céramique, le ciment, la pierre, etc.) doivent utiliser un adhésif à haute résistance, à haute dureté et module, et ne se déforment pas facilement. Les pièces en tôle et les pièces structurelles et autres matériaux rigides résistants et à haute résistance, en raison de la charge importante et de la présence de contraintes de pelage, d'impact et de fatigue, devraient utiliser une résistance élevée, adhésifs structurels résistants, tels que les adhésifs époxy-nitrile. Les matériaux souples et élastiques (films plastiques, caoutchouc, etc.) n'utilisent généralement pas d'adhésifs époxy. Un adhésif époxy flexible peut également être sélectionné. Les matériaux poreux (mousse plastique, dommages marins, etc.) devraient utiliser un plus visqueux,Adhésif époxy flexible. Les matériaux à faible polarité (polyéthylène, polypropylène, fluoroplastics, etc.) doivent être activés en surface avant le collage avec un adhésif époxy.

(3) Sélectionnez l'adhésif en fonction de la température d'utilisation. La température de transition vitreuse Tg de l'adhésif doit généralement être supérieure à la température d'utilisation maximale. La température d'utilisation des adhésifs époxy à usage général est d'environ-40 ~ 80 ℃. Lorsque la température d'utilisation est supérieure à 150 ℃, des adhésifs résistants à la chaleur doivent être utilisés. Lorsque la température d'utilisation est inférieure à-70 ℃, un adhésif résistant aux basses températures doit être utilisé, tel qu'un adhésif époxy-polyuréthane, un adhésif époxy-nylon, etc. Le froid et la chaleur alternés ont un effet destructeur plus important sur le joint, et un adhésif résistant aux hautes et basses températures doit être utilisé, tel qu'un adhésif époxy-nylon, etc.

(4) Sélectionnez l'adhésif en fonction d'autres exigences de performance. Comme la résistance à l'eau, la résistance à l'humidité, la résistance au vieillissement, la résistance à la corrosion, les propriétés diélectriques, etc.

(5) Sélectionnez l'adhésif en fonction des exigences du processus (température de durcissement, vitesse de durcissement, viscosité, durcissement sur des surfaces humides ou dans l'eau, etc.). L'adhésif sélectionné ne peut souvent pas répondre à toutes les exigences en même temps. Cela nécessite de juger correctement quelles propriétés sont les propriétés principales (propriétés clés) de l'adhésif requis et lesquelles sont des propriétés secondaires. Et concevoir la formule adhésive selon le principe d'assurer les propriétés principales et en tenant compte des autres propriétés.

、 Étapes et méthodes pour la conception de formule adhésive époxy

Premièrement, il convient de déterminer s'il est possible d'utiliser un adhésif époxy en fonction des performances d'utilisation et des conditions de traitement autorisées, et s'il existe un avantage en termes de rapport performance-prix. Ensuite, la conception de la formule peut être réalisée dans les étapes suivantes.

(1) jugement préliminaire dont sont les propriétés principales et qui sont les propriétés secondaires requises pour l'adhésif époxy.

(2) Basé sur le principe d'assurer les fonctions principales et en tenant compte des autres fonctions, déterminer la formule préliminaire de l'adhésif (l'assemblage du groupe et le rapport de l'adhésif) selon la relation entre la structure et les propriétés des matériaux composants et les propriétés de l'adhésif. Le coût et la source des matériaux des composants doivent également être pris en compte.

Tout d'abord, sélectionnez le système de traitement de la résine époxy. Calculer la quantité théorique de résine et d'agent de durcissement en fonction de l'équivalent chimique. Pour les catalyseurs et les accélérateurs, reportez-vous aux données empiriques.

Ensuite, sélectionnez d'autres additifs. Déterminer le montant préliminaire (rapport) en fonction des données empiriques ou de l'assemblage d'essai. Lors de la sélection des matériaux composants, faites également attention à l'influence mutuelle entre eux.

(3) Optimiser la formule préliminaire selon le principe de la fonction principale optimale et d'autres fonctions appropriées. Comme l'utilisation d'une analyse de régression orthogonale et, à l'aide de la conception assistée par ordinateur, déterminez enfin la meilleure formule après un examen approfondi.