碳纖維板膠的固化原理是什么
碳纖維板膠的固化原理主要基于環氧樹脂與固化劑的化學反應,通過交聯反應形成三維網狀結構,從而實現高強度粘結和耐久性。
碳纖維板膠的固化原理主要基于環氧樹脂與固化劑的化學反應,通過交聯反應形成三維網狀結構,從而實現高強度粘結和耐久性。以下是其固化過程的詳細機制及關鍵影響因素:
一、化學固化機制
環氧基開環反應
環氧樹脂分子中含有活性環氧基(—CH(O)CH—),固化劑(如胺類)中的活性氫原子(—NH—)攻擊環氧基,使其開環并形成氧負離子。該離子進一步引發其他環氧基開環,逐步形成交聯網絡。
反應式示例:
$$\text{環氧基} + \text{胺類固化劑} \rightarrow \text{羥基} + \text{醚鍵}$$
交聯后的結構賦予膠層高強度、耐熱性(可達150℃)和化學穩定性。
雙組分協同作用
A組分(環氧樹脂):提供反應主體,含羥基(—OH)和醚鍵(—O—),增強粘結力和柔韌性。
B組分(固化劑):常見為改性胺類,通過比例調控(如2:1)確保反應充分,避免未固化殘留。
二、固化過程的關鍵階段
初期固化(表干)
在20℃環境下,2~3小時達到指觸干燥,形成初步強度(約70%),可進行后續施工。
溫度影響顯著:10℃時需2天,20℃以上僅需1天。
完全固化
交聯反應持續進行,7~14天后達到強度(80%以上可受力)。
高溫加速固化:≥25℃時3天即可受力,低溫需加熱養護或使用低溫固化劑。
三、影響固化的核心因素
環境條件
溫度:每降低10℃,固化時間延長約1倍。低于5℃需加熱或選用低溫型膠粘劑。
濕度:相對濕度>70%時需延遲施工,避免水分影響粘結。
材料配比與混合
比例誤差需<5%,機械攪拌避免氣泡,否則導致局部未固化或強度不均。
單組分潛伏性固化劑通過光/熱激活,簡化施工但儲存穩定性要求高。
基材處理
混凝土表面需打磨至露出新面(粗糙度≥0.8mm),轉角倒角(R≥10mm)以減少應力集中。
四、固化后的性能表現
力學性能
剪切強度≥16MPa,抗拉強度≥40MPa,彈性模量≥2400MPa。
耐久性
耐濕熱老化(-40~150℃)、抗凍融循環(50次無脫落),耐酸堿腐蝕。
施工適配性
觸變性設計防止流掛,膠層厚度1.5~2.0mm(中間厚邊緣?。┮匝a償基面不平。
總結
碳纖維板膠的固化本質是環氧樹脂與固化劑的交聯反應,其效率受溫度、配比及基材處理直接影響。合理控制施工條件(如20℃以上養護7天)可確保膠層形成致密網絡,實現碳纖維與基材的高效協同受力。復雜環境建議選用改性環氧膠或潛伏性固化劑以提升適應性。