金属表面预处理对金属／聚合物界面粘结强度的影响.PDFVIP

2013年第4期 玻 璃 钢 ／复 合 材 料 5l 金属表面预处理对金属 ／聚合物界面粘结强度的影响 李 慧 ，张 鹏，程永奇，孙友松 (广东工业大学材料与能源学院，广州 510006) 摘要：为了提高金属／聚合物界面粘结强度 ，本文利用拉伸剪切 实验研究了砂纸打磨、喷砂、酸洗、磷化、硅烷偶联剂处理 六种金属表面预处理方法对聚合物粘结强度的影响，并依据表面粗糙度轮廓仪、超景深三维显微镜、SEM扫描电镜对金属表面 形貌的研究，具体分析了不同预处理方法对界面粘结强度影响的机理。结果表明，硅烷偶联剂处理方法能有效地提高金属／聚 合物界面的粘结强度。 关键词：界面；聚合物；表面处理；粘结强度 中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1003—0999(2013)04—0051—40 以纤维织物作表面层 ，金属或者非金属作基体， 1．2 聚合物粘结剂制备工艺 通过聚合物粘结剂粘结而形成的纤维织物 自润滑复 将 E51、F51倒入烧杯 中，常温手动搅拌 10min， 合材料衬层，是近年来发展起来的一种具有很高使 均匀后加入501、邻苯二甲酸二丁酯，常温手动搅拌 用价值的新型高性能 自润滑复合材料 。目前关 60min后，均匀加入缩胺 105，常温搅拌 10min后出 于碳纤维织物复合材料用作 自润滑衬层方面的研究 料，得到淡黄色透明树脂状的聚合物粘结剂。 报导较少，如何通过优化金属／聚合物、聚合物／碳纤 1．3 试样制备 维两个界面，增强两个界面浸润性与粘结性，获得具 本文采用 自制的聚合物粘结剂，对经过不同表 有低摩擦系数、高耐磨性的碳纤维织物复合材料，衬 面预处理的拉伸剪切试样进行涂装，参考国家标准 层摩损机理等还有待进一步研究 曲。 《GB7124—86胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对 提高金属／聚合物界面浸润性和粘结性的方法 金属)》制备拉剪试样，试样在 80~C烤箱 内固 主要分为两个方面 ]，第一是改变聚合物粘结剂 化 150min。 的成分，通过粘结剂改性达到提高其粘结力的目的； 1．4 表面处理方法 第二是在涂覆聚合物前，对金属基体表面进行预处 本文选用的表面处理方法有砂纸打磨、喷砂粗 理，除去金属表面的污垢及疏松的表面氧化膜 ，形成 化、酸洗处理、磷化处理、硅烷偶联剂处理。其 中，砂 新的界面，从而增加粘结强度。金属表面预处理方 纸打磨处理选择(36#、80#、150#、240#、320#、800#、 法主要可分为机械法和化学法两种_9J。最常用的机 1200#)，分别测出打磨后的金属试样的表面粗糙度 械法是砂纸打磨与喷砂粗化。化学法包括酸洗、磷 及部分试样表面微观形貌。 化、硅烷偶联剂处理等，其中硅烷偶联剂处理方法由 喷砂处理在9606A型吸人式喷砂机上进行，金 于环保、处理工序简单，被大量的研究 。 刚砂的粒度为80目，喷砂时压缩空气压力为0．6～ 1 实验内容及方法 0．85MPa，喷砂距离为 90mm，喷砂角度为7O一85。。 1．1 原材料 酸洗处理前首先用800#砂纸打磨试样，用丙酮 环氧树脂E51：巴陵石化公司；酚醛树脂F51：巴 除油，再在室温下将试样放入 18％的盐酸溶液中， 陵石化公司；环氧丙烷丁基醚 (501)：广州江盛华工 浸泡 15rain后取出，用去离子水冲洗后60℃热空气 科技有限公司；邻苯二甲酸二丁酯：天津市富宇精细 吹干。 华