胶水固化应力分析VIP免费

一维固化收缩应力的研究中国玻璃钢综合信息网日期:2005-02-21阅读:2713字体:大中小双击鼠标滚屏1引言由玻璃纤维和不饱和聚醋树脂(UP)组成的复合材料广泛用于各种制品生产，在树脂固化过程中由于树脂的体积收缩会产生残余应力。从而导致树脂的断裂，而且，树脂收缩可能会降低制品的表面质量。例如在大型构件成型时，产品容易产生变形和翘曲。许多学者提出树脂固化收缩与残余应力之间有着密切的联系，但大多是理论上定性的说明，至于二者之间的定量关系研究却很少。本文利用自制的测试固化应力的仪器，测试研究了在凝胶点后的树脂固化时一维固化收缩应力的产生。通过低温固化反低轮廓添加剂(LPA)控制收缩进一步测试研究其产生情况，观察了低收缩对固化应力的影响。通过加人LPA，这些应力可以减小甚至消除。2实验部分本实验所使用的不饱和聚醋树脂为金陵帝斯曼PalatalP6一88KR;促进剂为北京玻璃钢研究设计院生产的环烷酸钴(含有10%活性钴离子)，加人量为0.5%;引发剂采用阿克苏公司生产的过氧化甲乙酮(含有8.9%活性氧)，加人量为1.5%。低轮廓添加剂是亚什兰化学试剂公司生产的PVAc类低收缩添加剂LP-4016和PS类SWANCOR7310添加剂，阻聚剂为氢锟，加人量为0.2%。本实验所用的固化应力测试装置是自己设计加工的。在一个钢模中放置一个细的圆柱形模腔，用以填充树脂。模腔的下面设计成具有较大的直径(下面的直径比上面的大)，目的是在固化过程中锁住树脂。模腔的上面放置一个螺杆，其头部伸人到树脂中。模腔用高效液体脱模剂处理，以在固化初级阶段提供从模具壁上脱离的减聚力。这种装置的优点是树脂在收缩时仅受到纵向约束，在径向上没有限制。由于树脂收缩，与测力传感器相连的螺杆受到一个向下的力。这样可以获得固化过程中树脂纵向拉伸应力与时间的函数。所选的测力传感器的精度为士o.4N，考虑到树脂模腔的直径为13mm，所以应力测量的精度要好于土0.02MPa，远小于测量的应力(约2MPa)。因此所测量的结果精度较高。模腔内树脂固化收缩示意如图1所示。测试步骤为①将应力传感器通过信号放大器与计算机相连，仔细检查各仪器连接是否正确;②应力测试仪的上下两部分用螺钉连接，模腔内用高效液体脱模剂涂刷几次，测试螺杆也用该脱模剂涂刷数次，以保证树脂固化后脱模不粘模;③按配方配制树脂，待模腔中脱模剂挥发后将树脂倒人，至与模腔顶端距离约2mm;④测试仪旋入联接件(旋入较深)，再整体旋入固定底座，调整测试仪高度到合适位置，测试螺杆与称重传感器连接，使螺杆头伸人到树脂中；（5）放入加热管加热并利用热电偶监控温度，启动计算机集程序观察应力示数，同时加热测试仪;待测试仪温度上升到指定值后开始采集应力数据；持续约7h后停止加热，保存数据;⑦拆下加热管和热电偶，测试仪旋入联接件中使螺杆退出传感器，整体从底座上拆下⑧进行树脂脱模。3、果与分析图图2，3显示了加入不同含量LP401b的树脂体55℃和82℃固化过程中一维固化应力的发展。在最初的固化阶段应力保持为零，此时树脂为液态。在该阶段树脂收缩被树脂从螺杆头部向圆柱体下面的流动所补偿。当树脂达到凝胶点时应力开始产生。加入较少LYA含量的树脂因收缩而产生拉伸应力，因为树脂中具有LPA的中间体，一段时间后拉伸应力减小。含有4.5%LPA-4016的树脂固化应力最大。随着LPA含量的增加，应力减小。加人较大含量LPA的树脂因树脂膨胀，在55℃时甚至会产生一个压缩应力。而且，可以看到55℃时不同含量下产生的固化应力比82℃时相应含量的固化应力要大。图4，5显示了加入不同含量PS类7310树脂体系在55℃和82℃固化过程中一维固化应力的发展。加入较少LPA含量的树脂因收缩而产生拉伸应力，因为树脂中有LPA的中间体。一段时间后拉伸应力有所减小;并且拉伸应力随着LPA含量的增加而减小。加人较大含量LPA的树脂因树脂膨胀甚至在82℃会产生压缩应力。可以看到55℃时不同含量下产生的固化应力比82℃时相应含量的固化应力要小，这与LP-4416不同。温度和LPA含量不仅可以影响到固化应力的大小，LPA的种类也会影响其大小。图6比较了55℃和82cC时，在相同的含量4.5%和10%左右时LP-4016和PS类7310的固化应力。从图中可以看出，在相同温度和...