超声强化氨基化多壁碳纳米管改性环氧黏接接头性能研究

目的 探究超声处理对氨基化多壁碳纳米管(MWCNTs-NH2)改性环氧黏接接头黏接性能和热稳定性的影响,为强化 MWCNTs-NH2 改性环氧胶黏剂与铝合金的黏接提供参考.方法 通过机械搅拌与声波破碎的方法将质量分数为0.75％的MWCNTs-NH2添加到环氧胶黏剂基体中,使用MWCNTs-NH2改性环氧胶黏剂制备铝合金黏接接头,基于超声辅助黏接工艺在铝合金黏接过程中进行超声处理.通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析 MWCNTs-NH2 改性环氧胶黏剂基体官能团的变化情况.采用单搭接剪切强度试验测定黏接接头的拉伸剪切强度.通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察黏接接头拉伸失效断面以及铝合金与胶黏剂间的黏接界面.通过热失重分析仪(TGA)测试并记录胶黏剂试样质量随温度变化的曲线.结果 经超声处理后,MWCNTs-NH2 与树脂基体间的化学反应增强.与纯环氧黏接接头相比,超声处理后的MWCNTs-NH2改性环氧黏接接头拉伸剪切强度提高了49.2％,黏接接头断面上的内聚失效部分显著增加.微观上,超声处理后的MWCNTs-NH2 改性环氧黏接接头断面显示出更加复杂的塑性变形,胶黏剂与铝合金表面结合得更加紧密,MWCNTs-NH2随环氧胶黏剂流入铝合金表面凹槽内.经超声处理后,胶黏剂在失重率为 5％、10％、50％以及热失重速率最大时的特征温度上升.结论 超声处理改善了MWCNTs-NH2 与树脂基体的界面结合性能,促进了MWCNTs-NH2改性环氧胶黏剂在铝合金表面的渗透和填充情况,形成了MWCNTs-NH2对铝合金和胶黏剂的桥接.超声处理提高了改性环氧胶黏剂的交联密度,改善了胶黏剂的热稳定性.