膠水固化應(yīng)力分析

1、一維固化收縮應(yīng)力的研究一維固化收縮應(yīng)力的研究中國玻璃鋼綜合信息網(wǎng)日期:20050221閱讀:2713字體:大中小雙擊鼠標(biāo)滾屏1引言引言由玻璃纖維和不飽和聚醋樹脂(UP)組成的復(fù)合材料廣泛用于各種制品生產(chǎn)，在樹脂固化過程中由于樹脂的體積收縮會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。從而導(dǎo)致樹脂的斷裂，而且，樹脂收縮可能會(huì)降低制品的表面質(zhì)量。例如在大型構(gòu)件成型時(shí)，產(chǎn)品容易產(chǎn)生變形和翹曲。許多學(xué)者提出樹脂固化收縮與殘余應(yīng)力之間有著密切的聯(lián)系，但大多是理論上定性的說明，

2、至于二者之間的定量關(guān)系研究卻很少。本文利用自制的測(cè)試固化應(yīng)力的儀器，測(cè)試研究了在凝膠點(diǎn)后的樹脂固化時(shí)一維固化收縮應(yīng)力的產(chǎn)生。通過低溫固化反低輪廓添加劑(LPA)控制收縮進(jìn)一步測(cè)試研究其產(chǎn)生情況，觀察了低收縮對(duì)固化應(yīng)力的影響。通過加人LPA，這些應(yīng)力可以減小甚至消除。2實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分本實(shí)驗(yàn)所使用的不飽和聚醋樹脂為金陵帝斯曼PalatalP6一88KR促進(jìn)劑為北京玻璃鋼研究設(shè)計(jì)院生產(chǎn)的環(huán)烷酸鈷(含有10%活性鈷離子)，加人量為0.5%引發(fā)

3、劑采用阿克蘇公司生產(chǎn)的過氧化甲乙酮(含有8.9%活性氧)，加人量為1.5%。低輪廓添加劑是亞什蘭化學(xué)試劑公司生產(chǎn)的PVAc類低收縮添加劑LP4016和PS類SWANC7310添加劑，阻聚劑為氫錕，加人量為0.2%。本實(shí)驗(yàn)所用的固化應(yīng)力測(cè)試裝置是自己設(shè)計(jì)加工的。在一個(gè)鋼模中放置一個(gè)細(xì)的圓柱形模腔，用以填充樹脂。模腔的下面設(shè)計(jì)成具有較大的直徑(下面的直徑比上面的大)，目的是在固化過程中鎖住樹脂。模腔的上面放置一個(gè)螺桿，其頭部伸人到樹脂中。模

4、腔用高效液體脫模劑處理，以在固化初級(jí)階段提供從模具壁上脫離的減聚力。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是樹脂在收縮時(shí)僅受到縱向約束，在徑向上沒有限制。由于樹脂收縮，與測(cè)力傳感器相連的螺桿受到一個(gè)向下的力。這樣可以獲得固化過程中樹脂縱向拉伸應(yīng)力與時(shí)間的函數(shù)。所選的測(cè)力傳感器的精度為士o.4N，考慮到樹脂模腔的直徑為13mm，所以應(yīng)力測(cè)量的精度要好于土0.02MPa，遠(yuǎn)小于測(cè)量的應(yīng)力(約2MPa)。因此所測(cè)量的結(jié)果精度較高。模腔內(nèi)樹脂固化收縮示意如圖1所示。圖

5、4，5顯示了加入不同含量PS類7310樹脂體系在55℃和82℃固化過程中一維固化應(yīng)力的發(fā)展。加入較少LPA含量的樹脂因收縮而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，因?yàn)闃渲杏蠰PA的中間體。一段時(shí)間后拉伸應(yīng)力有所減小并且拉伸應(yīng)力隨著LPA含量的增加而減小。加人較大含量LPA的樹脂因樹脂膨脹甚至在82℃會(huì)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力?？梢钥吹?5℃時(shí)不同含量下產(chǎn)生的固化應(yīng)力比82℃時(shí)相應(yīng)含量的固化應(yīng)力要小，這與LP4416不同。溫度和LPA含量不僅可以影響到固化應(yīng)力的大小，LP

6、A的種類也會(huì)影響其大小。圖6比較了55℃和82cC時(shí)，在相同的含量4.5%和10%左右時(shí)LP4016和PS類7310的固化應(yīng)力。從圖中可以看出，在相同溫度和相同含量下含4016的樹脂體系的固化應(yīng)力均大于含7310的樹脂體系的固化應(yīng)力。4結(jié)語結(jié)語UF樹脂固化可能產(chǎn)生10%的體積收縮，一部分收縮發(fā)生在樹脂凝膠點(diǎn)之后。收縮應(yīng)力是在應(yīng)力產(chǎn)生的過程和正在固化的樹脂的應(yīng)力松弛過程中發(fā)展的。前者是在約束下進(jìn)一步收縮引起的，從而希望通過樹脂收縮的減小而