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不同種類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)金屬基材粘接的影響（一）
環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑作為一類(lèi)重要的通用膠粘劑，以其優(yōu)良的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性，在汽車(chē)制造、清潔能源、電子器件等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在汽車(chē)制造領(lǐng)域，環(huán)氧車(chē)身膠作為新型車(chē)身連接工藝，具有質(zhì)量輕、力學(xué)性能優(yōu)良、耐腐蝕、操作簡(jiǎn)便、能耗低以及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，與自沖鉚連接技術(shù)（SPR）、熱熔自攻鉚接（FDS）等冷連接工藝相結(jié)合，正逐漸取代傳統(tǒng)焊接工藝。隨著新能源車(chē)身輕量化技術(shù)的發(fā)展，鋼鋁混合車(chē)身和全鋁車(chē)身路線(xiàn)成為趨勢(shì)，而雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)鋼以外的金屬基材，如6061鋁、陽(yáng)極氧化鋁、5052鋁等的粘接強(qiáng)度低，粘接破壞主要表現(xiàn)為界面破壞。為了解決對(duì)非鐵金屬材料的粘接問(wèn)題，就需要引入改性環(huán)氧樹(shù)脂，以解決普通環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑的粘接強(qiáng)度問(wèn)題。
梳理前人的工作可知，環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)金屬基材的粘接能力主要受以下幾個(gè)因素的影響：
（1）膠粘劑的潤(rùn)濕性，膠粘劑浸潤(rùn)基材表面，體系吉布斯自由能降低，該過(guò)程受膠粘劑和基材表面張力的影響；
（2）界面相互作用，部分活性官能團(tuán)如羧酸、異氰酸酯等能夠與氧化鋁表面形成次價(jià)鍵力相互作用，此外酸根離子、銨根陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)鹽等也能與金屬基材表面產(chǎn)生靜電作用力；
（3）粘接接頭應(yīng)力，膠粘劑和金屬的基材熱膨脹系數(shù)不同，熱固化會(huì)在粘接接頭處產(chǎn)生熱應(yīng)力，影響粘接強(qiáng)度和耐久性；
（4）膠粘劑的本體強(qiáng)度，當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)聚強(qiáng)度大于環(huán)氧膠粘劑與基材表面的粘接強(qiáng)度時(shí)，粘接破壞表現(xiàn)為界面破壞，反之則為內(nèi)聚破壞。
因此，若想開(kāi)發(fā)出適用于多種金屬基材的環(huán)氧膠粘劑，需要全方面考慮其配方成分、固化條件以及生產(chǎn)工藝等，其中對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂本體的調(diào)整**為關(guān)鍵。
基于此，本工作研究了不同種類(lèi)的環(huán)氧樹(shù)脂（如雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂、CTBN改性環(huán)氧樹(shù)脂等）對(duì)金屬基材（如冷軋鋼、5052鋁合金、6061鋁合金等）的粘接強(qiáng)度和粘接破壞形式。通過(guò)正交試驗(yàn)開(kāi)發(fā)出對(duì)上述金屬基材均具有良好粘接性和高力學(xué)強(qiáng)度的環(huán)氧膠粘劑，為后續(xù)進(jìn)一步探索環(huán)氧膠粘劑對(duì)新型金屬材料粘接提供思路。
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