樹脂基復(fù)合材料具有比強度和比剛度高、可設(shè)計性強、抗疲勞性能好、電磁性能優(yōu)異、耐腐蝕性能好及容易整體成型等獨特優(yōu)點[1]，在飛機上得到了廣泛的應(yīng)用，有效地減輕了飛機的結(jié)構(gòu)重量，提高了飛機的技戰(zhàn)術(shù)性能。復(fù)合材料大量在飛機上使用也產(chǎn)生一系列問題，如復(fù)合材料部件在生產(chǎn)、使用和維護過程中，不可避免地會在表面發(fā)生缺陷或損傷，因此，需要對復(fù)合材料表面進行修理。

本文所研制的修補膠主要用于環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的表面修補，要求膠黏劑室溫剪切強度大于15MPa，70℃剪切強度大于10MPa，密度低于0.85g/cm，有良好的耐高低溫、濕熱等性能。

1·實驗部分

1.1主要原材料E一51，工業(yè)品;液體丁腈橡膠，工業(yè)品;碳黑，工業(yè)品;聚酰胺，工業(yè)品;三乙烯四胺，試劑;玻璃微球，工業(yè)品;TDE一85，工業(yè)品;AFG一90，工業(yè)品。

1.2性能測試

1)高溫剪切強度按GJB444—1988膠黏劑高溫拉伸剪切強度試驗方法測定。

2)剝離強度按GJB446—1988膠黏劑90°剝離強度試驗方法測定。

3)室溫剪切強度按GB7124—1986膠黏劑拉伸剪切強度測定方法測定。

4)沖擊強度按GB/T6328—1999膠黏劑剪切沖擊強度試驗方法測定。

2·結(jié)果與討論

2.1環(huán)氧樹脂的影響

本文要研制的膠黏劑用于環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料表面修補，因此采用環(huán)氧體系膠黏劑。為了保證膠黏劑的固化速度和耐熱性，在體系中加人多官能環(huán)氧。多官能環(huán)氧采用了TDE一85和AFG一90兩種環(huán)氧樹脂，主要是由于這兩種環(huán)氧的黏度比較低，有利于空心玻璃微球加入。從表1看出，TDE一85和AFG一90兩種環(huán)氧樹脂的室溫剪切強度和70℃剪切強度相差無幾。

表1 環(huán)氧樹脂對性能的影響

復(fù)合材料修補膠不但要求有高的剪切強度，還要有良好的剝離強度。而多官能環(huán)氧的加入對剝離強度產(chǎn)生不利的影響。表2是AFG一90環(huán)氧樹脂對膠黏劑性能的影響。從表2可以看出不同含量的AFG一90環(huán)氧樹脂對室溫剪切強度和70%剪切強度沒有較明顯的影響，而對剝離強度有較大的影響。

表2 AFG一90環(huán)氧樹脂對膠黏劑性能的影響

2.2固化劑的影響

本文研制的膠黏劑要求25℃適用期在15～16min。我們采用不同份數(shù)的固化劑，測試膠黏劑的適用期，結(jié)果見表3。由表3確定固化劑的份數(shù)為25。同時，又測定了40份和25份固化劑對膠黏劑性能的影響，見表4。

表3 固化劑對適用期的影響

表4 固化劑對性能的影響

2.3玻璃微球的影響

為了降低膠黏劑的密度，在膠中加入空心玻璃微球。我們選用兩個廠家的產(chǎn)品進行了測試，結(jié)果從表5可以看出不同玻璃微球?qū)δz黏劑的性能影響較大，尤其是對高溫性能。

表5 玻璃微球?qū)δz黏劑性能的影響

2.4時間對剪切強度的影響

研制的復(fù)合材料修補膠要求在40%固化4h后，室溫放置24h后強度穩(wěn)定。從圖1可以看出，膠黏劑在固化后12h強度就達到穩(wěn)定值。

2.5膠黏劑的老化性能

復(fù)合材料修補膠要求有良好的高低溫、濕熱性能，我們對TDE一85環(huán)氧樹脂和AFG一90環(huán)氧樹脂體系這兩種性能進行了測試。從表6可以見到，TDE一85環(huán)氧樹脂體系的膠黏劑的濕熱性能不好。

表6 膠黏劑的老化性能

3·結(jié)論

(1)體系中E一5l環(huán)氧樹脂與AFG一90環(huán)氧樹脂的比為80：20時，膠黏劑有優(yōu)異的性能。

(2)固化劑選用25份時，膠黏劑有良好的性能和適用期。

(3)不同廠家的玻璃微球?qū)δz黏劑的性能影響較大。

(4)TDE一85環(huán)氧體系膠黏劑濕熱老化性能不好。