結(jié)構(gòu)膠膠接接頭耐久性的研究進(jìn)展

李洪江，白雪峰

（黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱，150040）

前 言

膠接作為一種連接方式具備許多其他連接方式所不具備的優(yōu)點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用前景。近些年來(lái)，新材料的不斷發(fā)展與應(yīng)用也使結(jié)構(gòu)膠得到了更大的發(fā)展空間。特別是在航空航天領(lǐng)域，新材料和膠接接頭的應(yīng)用極大地降低了各種結(jié)構(gòu)件的重量，提高了比強(qiáng)度、比模量等性能。結(jié)構(gòu)膠是膠黏劑中應(yīng)用于結(jié)構(gòu)膠接，具有高強(qiáng)度、高耐久、耐高溫特性的一類(lèi)膠黏劑的總稱(chēng)。結(jié)構(gòu)膠在膠接結(jié)構(gòu)中起到加固、錨固、連接、修補(bǔ)等承受較大載荷的作用。作為結(jié)構(gòu)件中重要組成部分的結(jié)構(gòu)膠膠接接頭，必須保證其性能在結(jié)構(gòu)件的使用壽命期間內(nèi)滿(mǎn)足要求，即接頭須具備比結(jié)構(gòu)件壽命更長(zhǎng)的耐久性。因此，任何一種結(jié)構(gòu)膠要想得到廣泛的應(yīng)用都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的膠接接頭耐久性試驗(yàn)[1]。

許多結(jié)構(gòu)膠的耐久性已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用和試驗(yàn)得到了證實(shí)。但是，并不能因此就完全確定這種結(jié)構(gòu)膠在更長(zhǎng)的使用期內(nèi)能滿(mǎn)足要求，也不能確定今后的每一批次都能夠具備相同的耐久性。如何通過(guò)短期、簡(jiǎn)單的試驗(yàn)測(cè)試方法，建立起合理、可靠地推斷膠接接頭耐久性的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)方案，對(duì)新研發(fā)的結(jié)構(gòu)膠以及新型膠接接頭的耐久性預(yù)測(cè)和評(píng)定至關(guān)重要[2]。

影響膠接接頭耐久性的因素十分復(fù)雜，涉及到膠接接頭的制作和應(yīng)用的各個(gè)方面，本文主要從影響膠接接頭耐久性的內(nèi)在因素和外在因素以及實(shí)驗(yàn)室研究方法進(jìn)行綜述，為今后工作提供參考。

1 影響膠接接頭耐久性的內(nèi)在因素

這方面主要是指膠接接頭的整個(gè)制作過(guò)程的各種影響因素，包括被粘表面的制備、膠黏劑、施膠及固化工藝、環(huán)境。這些影響因素直接體現(xiàn)在得到的膠接接頭的膠接質(zhì)量上，通?？梢酝ㄟ^(guò)一定的方法來(lái)表征。

1.1 被粘表面對(duì)膠接接頭耐久性的影響

被粘材料的表面應(yīng)當(dāng)在施工和應(yīng)用條件下具備可粘接性，表面制備得到的粘接表面通常會(huì)改善粘接效果。被粘表面發(fā)生的物理、化學(xué)變化甚至是污染都會(huì)對(duì)粘接質(zhì)量產(chǎn)生影響。

Brockmann等人[3]分別對(duì)不同的膠接接頭進(jìn)行了耐久性試驗(yàn)，結(jié)果表明：通過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嬷苽浍@得的膠接接頭耐久性也得到了改善。Comrie等人[4]進(jìn)行了不同的表面制備方法的鋁-環(huán)氧膠接接頭濕熱老化試驗(yàn)對(duì)比，研究表明在較低的溫度下幾種表面制備方法都表現(xiàn)出較好的耐久性，溫度升高后差異就越來(lái)越明顯了。Rider等人[5]對(duì)膠接表面親水氧化膜的孔隙率及形態(tài)對(duì)膠接接頭的影響做了研究，發(fā)現(xiàn)被粘表面發(fā)生的物理、化學(xué)變化對(duì)膠接接頭的影響非常顯著。Kinloch等人[6]研究了纖維復(fù)合材料表面性質(zhì)對(duì)膠接接頭的影響，認(rèn)為對(duì)于給定的纖維復(fù)合材料粘接前首先要確定是否預(yù)處理，以及處理方法、程度，這些都會(huì)對(duì)膠接接頭的耐久性及強(qiáng)度產(chǎn)生影響。Bardis等人[7]采用雙懸臂梁試驗(yàn)方法研究了膠接接頭的表面處理對(duì)接頭耐久性的影響，結(jié)果表明噴砂處理后的膠接接頭具有更高的強(qiáng)度和耐久性。Molitor等人[8]研究了鈦合金-復(fù)合材料膠接接頭的表面處理方法，結(jié)果表明不同的表面處理方法會(huì)不同程度的使被粘表面發(fā)生不同程度的物理、化學(xué)變化，進(jìn)而對(duì)粘接強(qiáng)度及耐久性產(chǎn)生影響，只有適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚聿艜?huì)產(chǎn)生對(duì)粘接強(qiáng)度和耐久性有利的影響。

事實(shí)上所有被粘材料（包括上述材料）在粘接前經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，都能夠獲得更加有利于提高膠接接頭強(qiáng)度及耐久性的粘接表面，這種表面的物理及化學(xué)性質(zhì)也能夠通過(guò)現(xiàn)代的分析測(cè)試手段表征出來(lái)。如何確定被粘表面性質(zhì)與膠接接頭的強(qiáng)度和耐久性之間的關(guān)系，是今后研究工作的一個(gè)重點(diǎn)方向。

1.2 膠黏劑對(duì)膠接接頭耐久性的影響

不同材料體系的膠黏劑制作的膠接接頭會(huì)有耐久性的差異，主要原因是聚合物分子鏈結(jié)構(gòu)與大小的不同以及多組分膠混合的不均勻度造成的，膠接接頭的膠接面積越大，這種差異就越小，從宏觀上可以認(rèn)為同一種膠接接頭具有相同的性能。

馬滿(mǎn)珍等人[9]對(duì)不同增韌機(jī)理的膠黏劑進(jìn)行耐熱水環(huán)境評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：不同增韌機(jī)理對(duì)膠黏劑的耐久性有不同影響。王志平[10]研究了不同體系的環(huán)氧膠黏劑微觀結(jié)構(gòu)的變化對(duì)耐久性的影響，認(rèn)為了解膠接體系的微觀結(jié)構(gòu)及固化機(jī)理對(duì)膠黏劑的改性及耐久性非常重要。伯斯寧等人[11]研究了共軛單體對(duì)聚合物體系耐久性的貢獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)加入微量萘苯的聚酯薄膜產(chǎn)生了纖維狀聚合體，從而顯著提高了聚合物的粘附強(qiáng)度和耐久性。Davis等人[12]則對(duì)憎水劑對(duì)膠黏劑的耐久性影響進(jìn)行了深入研究，結(jié)果表明微量的憎水劑能夠改變鋁合金表面氧化膜的耐水性，提高膠接接頭的耐久性能。

研究證明：膠黏劑對(duì)膠接接頭耐久性的影響主要包括膠黏劑的體系、結(jié)構(gòu)、組成及添加劑等幾個(gè)方面，研發(fā)適合特定環(huán)境條件的膠黏劑，可以提高膠接接頭的粘接性能及耐久性。

1.3 膠接接頭施膠及固化工藝、環(huán)境對(duì)膠接接頭耐久性的影響

施膠及固化時(shí)的溫度、濕度以及施膠的均勻程度對(duì)膠接接頭均會(huì)產(chǎn)生影響。

Brockmann等人[3]對(duì)硅烷偶聯(lián)劑的作用進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，使用不同種類(lèi)及用量的硅烷偶聯(lián)劑在不同處理方法處理過(guò)的試片上得到的膠接接頭，耐久性有顯著差異。Frantzis[13]對(duì)水下環(huán)境制作的膠接接頭進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：水下環(huán)境制作的膠接接頭強(qiáng)度和耐久性遠(yuǎn)低于空氣環(huán)境中制作的膠接接頭。鄭勇等人[14]對(duì)比了磷化處理前后的膠接接頭性能變化，發(fā)現(xiàn)Q235結(jié)構(gòu)鋼粘接前進(jìn)行磷化處理可顯著提高粘接強(qiáng)度，處理液中各組分的濃度也會(huì)對(duì)粘接效果產(chǎn)生影響。蔡武峰[15]對(duì)幾類(lèi)提高膠黏劑耐久性的方法進(jìn)行了探討，認(rèn)為使用偶聯(lián)劑、改進(jìn)被粘表面處理方法、添加緩蝕劑等方法都能夠提高膠接接頭的耐久性。

施膠及固化產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也是影響膠接接頭耐久性的重要因素，膠層內(nèi)應(yīng)力的消除通常依靠的是膠黏劑分子間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及分子鏈的形態(tài)變化，過(guò)高的內(nèi)應(yīng)力也會(huì)使分子鏈斷裂或使分子發(fā)生相對(duì)滑移而導(dǎo)致接頭強(qiáng)度下降，甚至產(chǎn)生銀紋或微裂紋影響膠接強(qiáng)度。在一定的范圍內(nèi)，較高的環(huán)境溫度和較低的濕度可以獲得較好的接頭強(qiáng)度，但對(duì)接頭的耐久性影響不大。厚度均勻的膠層通常比薄厚不均的膠層具有更好的耐環(huán)境性能。另外，被粘表面制備時(shí)間、粘接助劑、加熱等也都對(duì)制備的膠接接頭耐久性有著不同程度的影響。

2 影響膠接接頭耐久性的外在因素

外在的影響因素主要是膠接接頭所處的應(yīng)用環(huán)境的影響，包括環(huán)境的溫度、濕度、應(yīng)力、氣氛、光照、化學(xué)品、霉菌、輻射等，其中對(duì)結(jié)構(gòu)膠膠接接頭耐久性影響較大的因素主要是溫度、濕度、應(yīng)力、氣氛、化學(xué)品等，這些也是考察結(jié)構(gòu)膠膠接接頭耐久性的主要方面[16]。姜作義等人[17]對(duì)膠接楔子試驗(yàn)進(jìn)行研究，結(jié)果表明：影響膠接接頭強(qiáng)度及耐久性的最顯著因素是溫度，其次是濕度。

2.1 溫度對(duì)膠接接頭耐久性的影響

溫度是和時(shí)間一樣的環(huán)境物理量，任何物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)都與之息息相關(guān)。而構(gòu)成結(jié)構(gòu)膠基體樹(shù)脂的主要成分是熱固型樹(shù)脂。這類(lèi)樹(shù)脂作為高分子材料，其性能受溫度的影響十分顯著，膠接接頭耐久性也和溫度有著密不可分的關(guān)系。研究結(jié)構(gòu)膠及其膠接接頭的耐久性，溫度條件是必要條件之一，貫穿于每一次試驗(yàn)考察之中。蘇什捷爾宗等人[18]考察溫度對(duì)木材膠接接頭的影響，認(rèn)為在一定范圍內(nèi)，溫度的作用主要是因?yàn)楸徽巢牧吓c膠黏劑的熱膨脹系數(shù)差異而產(chǎn)生的。

溫度對(duì)膠接接頭的作用是多方面的。首先是膠黏劑隨溫度變化物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化；其次被粘材料與膠黏劑的物理、化學(xué)性質(zhì)差異導(dǎo)致膠接接頭變化；還有環(huán)境物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)及化學(xué)活性的變化也會(huì)產(chǎn)生影響，等等。

2.2 水分（濕度）對(duì)膠接接頭耐久性的影響

水是自然環(huán)境中最常見(jiàn)的化學(xué)物質(zhì)，它對(duì)膠接接頭的作用主要表現(xiàn)為滲透作用和水解作用。高分子的長(zhǎng)鏈堆積的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生許多孔隙，一旦孔隙的條件滿(mǎn)足水分滲透的最基本要求，水分的滲透就會(huì)發(fā)生。膠黏劑本體內(nèi)部發(fā)生的滲透會(huì)改變分子間的作用力；或者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)改變分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變分子間的作用力。這種作用通常導(dǎo)致膠黏劑內(nèi)聚強(qiáng)度下降，耐久性降低。而發(fā)生在膠接界面的滲透會(huì)改變界面的自由能從而使接頭強(qiáng)度下降，耐久性降低[16]。上述兩種作用通常同時(shí)存在，不同程度的影響膠接接頭的耐久性，進(jìn)行破壞試驗(yàn)時(shí)接頭的破壞發(fā)生在剩余強(qiáng)度最低的部分。

丁佩琴等人[19]對(duì)銅-環(huán)氧膠接接頭的研究主要通過(guò)濕熱老化的試驗(yàn)方法考察了銅-環(huán)氧-玻璃布體系的表面處理、偶聯(lián)劑、粘接工藝等條件與接頭耐久性的關(guān)系。馬滿(mǎn)珍等人[9,20,21]對(duì)84-1環(huán)氧膠黏劑的耐久性研究，以及[22]對(duì)AG-80/DDS、環(huán)氧-聚砜、環(huán)氧-丁腈膠黏劑的研究，通過(guò)各種環(huán)境試驗(yàn)對(duì)比認(rèn)為濕度（水汽）是影響膠接接頭耐久性的主要因素。王超等人[23]對(duì)濕熱老化與膠黏劑含水率的規(guī)律的研究表明高濕度環(huán)境下碳-碳復(fù)合材料膠接接頭的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、吸水率及老化溫度之間存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。Zohairy等人[24]研究了膠黏劑親水基團(tuán)對(duì)耐久性的影響，通過(guò)對(duì)6種方式制作的膠接接頭進(jìn)行濕熱老化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)親水基團(tuán)的含量會(huì)顯著降低膠接接頭的耐久性。金洛克等人[25]從熱力學(xué)和連續(xù)力學(xué)的角度對(duì)濕熱老化的膠接接頭進(jìn)行耐久性評(píng)價(jià)，證明了水在膠接接頭中的擴(kuò)散是影響其耐久性的重要因素。Rider等人[26]對(duì)環(huán)氧-鋁膠接接頭中氫氧根對(duì)耐久性的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)存在于膠接表面的氫氧根會(huì)對(duì)膠接接頭的耐久性產(chǎn)生負(fù)面影響。詹茂盛等人[27]研究了復(fù)合材料熱老化和濕熱老化后Tg的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)由于受熱產(chǎn)生的后固化會(huì)導(dǎo)致Tg升高，而水的塑化作用會(huì)導(dǎo)致Tg下降且作用更加明顯。

一般情況下，膠接接頭的強(qiáng)度隨著老化時(shí)間的推移會(huì)持續(xù)下降直至破壞。有時(shí)候膠接接頭的強(qiáng)度會(huì)在短時(shí)間內(nèi)升高然后開(kāi)始下降直至破壞，這可能是由于短時(shí)間內(nèi)膠黏劑進(jìn)一步交聯(lián)使內(nèi)聚強(qiáng)度提高產(chǎn)生的結(jié)果，但從長(zhǎng)時(shí)間來(lái)看膠接接頭的強(qiáng)度是逐漸下降的。在這一過(guò)程中，膠黏劑的含水率一般會(huì)增加，而耐高溫性能則會(huì)下降，Tg通常也會(huì)逐漸降低。

2.3 其他因素對(duì)膠接接頭耐久性的影響

應(yīng)力、氣氛和化學(xué)品對(duì)膠接接頭的作用通常表現(xiàn)在其能夠使之發(fā)生一系列的物理和化學(xué)變化，進(jìn)而導(dǎo)致膠接接頭發(fā)生某些可逆的或不可逆的變化，各種性能發(fā)生改變，影響其耐久性。

結(jié)構(gòu)膠接接頭所承受的應(yīng)力載荷通?？煞譃閮纱箢?lèi)：靜態(tài)載荷和動(dòng)態(tài)載荷，其中動(dòng)態(tài)載荷又可分為周期變化的和無(wú)規(guī)變化的。靜態(tài)載荷通常會(huì)導(dǎo)致膠接層發(fā)生蠕變；動(dòng)態(tài)載荷則會(huì)導(dǎo)致疲勞現(xiàn)象發(fā)生?？疾鞈?yīng)力作用對(duì)膠接接頭耐久性的影響的實(shí)驗(yàn)方法也相應(yīng)的分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩大類(lèi)，包括靜態(tài)的蠕變、松弛試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)的疲勞試驗(yàn)。

曲春艷等人[28]通過(guò)對(duì)J-116膠黏劑的疲勞試驗(yàn)等方法研究了其在應(yīng)力環(huán)境下的性能變化，證實(shí)該膠黏劑具備了抗裂紋擴(kuò)展、耐持久應(yīng)力的性能。侯婷婷[29]則從物理老化的角度對(duì)高聚物在應(yīng)力環(huán)境中的表現(xiàn)進(jìn)行了研究，推導(dǎo)聚合物的蠕變和應(yīng)力松弛模型獲得了較為理想的結(jié)果。Geiss[30]以及朱志鵬等人[31]通過(guò)蠕變和松弛試驗(yàn)對(duì)高聚物的性能變化進(jìn)行了研究，認(rèn)為膠黏劑（聚合物）在應(yīng)力條件下發(fā)生的變化在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)?shù)玫街匾暡⒊浞挚紤]。

氣氛和化學(xué)品對(duì)結(jié)構(gòu)膠接接頭的影響通常是不可逆的。自然環(huán)境中對(duì)膠接接頭影響最大的氣體是空氣中的氧，而影響最大的化學(xué)品一般認(rèn)為是鹽（NaCl）。在對(duì)膠接接頭進(jìn)行耐久性考察時(shí)，經(jīng)常采用的也就是熱氧老化和鹽霧試驗(yàn)來(lái)考察氣氛及化學(xué)品的影響，有時(shí)候也會(huì)特定的使用海水、油、溶劑等特定的介質(zhì)進(jìn)行恒溫浸泡試驗(yàn)進(jìn)行特異性耐化學(xué)品考察。

高巖磊等人[32]研究了鹽水浸泡環(huán)境環(huán)氧-鋁合金膠接接頭的性能變化，結(jié)果表明：環(huán)氧-鋁膠接接頭在鹽水環(huán)境下比純水環(huán)境下失效得更快，失效的主要原因是鹽水能促進(jìn)膠黏劑的水解。

蔡武峰等人[33]研究了三種導(dǎo)電膠在應(yīng)力、介質(zhì)、氣氛、輻射、光照、電場(chǎng)等條件下的性能變化，發(fā)現(xiàn)這些膠黏劑只在濕熱條件下剪切強(qiáng)度下降較快，加入適量的偶聯(lián)劑還會(huì)有所改善；其導(dǎo)電性能再外加交流電場(chǎng)時(shí)保持穩(wěn)定，而在320V直流電場(chǎng)下有的導(dǎo)電膠很快就失去了導(dǎo)電性能。

事實(shí)上影響膠黏劑耐久性能的外在因素遠(yuǎn)不止這些，通過(guò)有針對(duì)性和深入的研究能夠更好的掌握這些規(guī)律，對(duì)于開(kāi)發(fā)研制新型膠黏劑和對(duì)現(xiàn)有膠黏劑的改進(jìn)以及應(yīng)用都有重要意義。

3 膠接接頭耐久性的研究方法

對(duì)于膠黏劑及膠接接頭進(jìn)行耐久性研究的目的是為了能夠獲得其相關(guān)的性能數(shù)據(jù)，并以其為依據(jù)采取相應(yīng)的措施提高耐久性或進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕宇^設(shè)計(jì)使其符合結(jié)構(gòu)件整體的耐久性要求。根據(jù)獲得數(shù)據(jù)所采用的試驗(yàn)方法的不同大致可將試驗(yàn)分為兩類(lèi)，自然暴露法和環(huán)境模擬法[34～35]。

3.1 自然暴露法

自然暴露法就是將制備好的膠接接頭試驗(yàn)件暴露在結(jié)構(gòu)件實(shí)際應(yīng)用的環(huán)境中，定期或不定期的對(duì)樣品取樣測(cè)試，檢驗(yàn)其性能變化實(shí)際測(cè)得其使用壽命，并依此得出耐久性評(píng)價(jià)結(jié)果。其優(yōu)點(diǎn)是評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，缺點(diǎn)是環(huán)境條件不具有普遍適用性和可重復(fù)性，且試驗(yàn)周期長(zhǎng)難以重復(fù)，消耗的人力物力也很大。通常只有在非常重要的應(yīng)用情況下才會(huì)采用這種試驗(yàn)方法，倪曉雪等人[36]對(duì)目前國(guó)內(nèi)外的各種環(huán)境試驗(yàn)方法進(jìn)行了分析總結(jié)，認(rèn)為兩類(lèi)試驗(yàn)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，目前仍沒(méi)有辦法建立兩者之間的聯(lián)系。王云英等人[37]對(duì)一種不飽和樹(shù)脂進(jìn)行了自然老化和人工老化，結(jié)果顯示：兩者之間存在著某種聯(lián)系，有些指標(biāo)有相同的變化規(guī)律。

3.2 環(huán)境模擬法

目前大多數(shù)的膠接接頭進(jìn)行耐久性評(píng)價(jià)采用的還是實(shí)驗(yàn)室儀器模擬環(huán)境的方法[38～44]，就是采用相應(yīng)的儀器設(shè)備模擬膠接接頭的實(shí)際應(yīng)用條件進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)耐久性進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。這些方法包括前面提到的各種力學(xué)和環(huán)境試驗(yàn)，還有許多特殊的條件試驗(yàn)，例如陽(yáng)光曝曬試驗(yàn)、介質(zhì)浸泡（淋洗）試驗(yàn)、霉菌試驗(yàn)、射線輻射試驗(yàn)等等。

環(huán)境模擬法的特點(diǎn)是將自然環(huán)境的一種或幾種自然條件用儀器進(jìn)行模擬，通過(guò)短時(shí)間快速的獲得膠接接頭性能的變化趨勢(shì)，再依據(jù)多種環(huán)境模擬試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析判斷得到膠接接頭可能具備的耐久性能。優(yōu)點(diǎn)是能夠用較短的時(shí)間獲得比較準(zhǔn)確的結(jié)果，而且能夠模擬極端的環(huán)境條件對(duì)膠接接頭進(jìn)行試驗(yàn)。缺點(diǎn)就是模擬試驗(yàn)相對(duì)于真實(shí)環(huán)境過(guò)于理想化，存在大量的主觀因素，不能完全表征實(shí)際情況。同時(shí)由于模擬環(huán)境試驗(yàn)與自然環(huán)境試驗(yàn)之間目前還沒(méi)有準(zhǔn)確的關(guān)聯(lián)方法，因此環(huán)境模擬法在有些情況下并不能取代自然暴露法[17,28,36,37]。

3.3 膠接接頭耐久性的表征方法

膠接接頭耐久性通常是指膠接接頭的力學(xué)強(qiáng)度在實(shí)際應(yīng)用中隨時(shí)間推移所發(fā)生的變化規(guī)律。了解這種規(guī)律可以更加準(zhǔn)確的判斷膠接接頭在某一時(shí)間點(diǎn)的強(qiáng)度及預(yù)期使用壽命，可以針對(duì)性的選擇膠接接頭以實(shí)現(xiàn)特定的功能。能夠表征這一規(guī)律的方法很多，比較常用的有力學(xué)性能表征（包括常溫和高溫力學(xué)性能）；熱力學(xué)性能表征（如TG、DSC、DMA等）；組成及化學(xué)結(jié)構(gòu)分析（如IR、XPS等）；外觀及物理結(jié)構(gòu)變化（如比色法、顯微照相等）。無(wú)論采用哪種方法進(jìn)行表征，最終都要?dú)w結(jié)到實(shí)際應(yīng)用中膠接接頭的力學(xué)性能的變化規(guī)律上來(lái)，這樣的耐久性研究才具有實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值[45～52]。

4 結(jié) 論

結(jié)構(gòu)膠膠接接頭的耐久性是其實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)重要性能指標(biāo)，對(duì)于準(zhǔn)確的判斷結(jié)構(gòu)膠膠接接頭的強(qiáng)度及預(yù)期壽命至關(guān)重要[53～54]。通過(guò)環(huán)境模擬法試驗(yàn)并采用適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)膠接接頭的變化進(jìn)行表征能夠發(fā)現(xiàn)膠接接頭強(qiáng)度的變化規(guī)律，這一規(guī)律對(duì)于分析判斷膠接接頭的耐久性具有重要的作用。

［1］張廣艷,王旭紅,王鈾.國(guó)外航空工業(yè)膠接結(jié)構(gòu)耐久性的論述［J］.化學(xué)與粘合,1998,1(1):39～41.

［2］夏文干,王路.金屬膠接接頭耐久性的初步研究［J］.老化通訊,1980,1(2):31～35.

［3］W.BROCKMANN, S.EMRICH, M.GRAF,et al.硅烷偶聯(lián)劑對(duì)玻璃及鋁膠接耐久性的影響［J］.粘接,2000,1(1):9～11.

［4］R.COMRIE, S.AFFROSSMAN, D.HAYWORD, et al.Ageing of Adhesive Bounds with Various Surface Treatments, Part I:Aluminium－Dicyandiamide Cured Epoxy Joints［J］.The Journal of Adhesion, 2005,81(12):1157～1181.

［5］A.N.RIDER.The influence of porosity and morphology of hydrated oxide films on epoxy－aluminium bond durability［J］.Journal of Adhesion Science and Technology, 2001,15(4):395～422.

［6］A.J.KINLOCH,G.K.A.KODOKIAN,J.F.WATTS.Relationships between the surface free energies and surface chemical compositions of thermoplastic fibre composites and adhesive joint strengths［J］.Journal of Materials Science Letters, 1991, 10(14):815～818.

［7］J.D.BARDIS, K.T.KEDWARD.Effects of Surface Preparation on Long－Term Durability of Composite Adhesive Bonds［C］.China Association for Composite Materials (CACM)、China Universities Alumni Association (CUAA).Extended Abstracts of the 13th International Conference on Composite Materials.China Association for Composite Materials (CACM)、China Universities Alumni Association(CUAA),2001:1.

［8］P.MOLITOR, V.BARRON, T.YOUHG.Surface Treatment of titanium for adhesive bonding to polymer composites: a review［J］.International Journal of Adhesion & adhesives, 2001, 21(2):129～136.

［9］馬滿(mǎn)珍,李西民,關(guān)四鋒.耐熱水膠膠接接頭的耐久性［J］.電子工藝技術(shù),1985,1(10):33～38.

［10］王志平.對(duì)環(huán)氧膠黏劑微觀結(jié)構(gòu)的新認(rèn)識(shí)［J］.中國(guó)膠黏劑,1992,1(2):24～25.

［11］B.E.伯斯寧,黃潤(rùn)生.提高聚合物同金屬粘接的耐久性［J］.粘接,1982,1(1):23～24.

［12］G.D.DAVIS, J.S.AHEAM, L.J.MATIENZO, et al.Use of hydration inhibitors to improve bond durability of aluminium adhesive joints［J］.Journal of Materials Science, 1985, 20(3):975～988.

［13］P.FRANTZIS.Durability of Adhesive Joints Made Underwater［J］.Journal of Materials in Civil Engineering, 2008,20(10):635～639.

［14］鄭勇,游敏,范鐘明,等.磷化處理對(duì)金屬膠接接頭拉剪強(qiáng)度的影響［J］.中國(guó)膠黏劑,1999,1(4):36～39.

［15］蔡武峰.提高膠接接頭耐久性的措施［J］.粘合劑,1988,1(3):26～28.

［16］高巖磊.環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑環(huán)境行為與老化機(jī)理研究［D］.北京化工大學(xué),2006.

［17］姜作義,陳倩,肖靜芝,等.評(píng)定膠接耐久性的楔子試驗(yàn)［J］.工程塑料應(yīng)用,1979,1(4):36～39.

［18］Г.И.蘇什捷爾宗,阮傳良.膠黏劑和木材之間粘附耐久性的鑒定［J］.粘接,1981,1(5):15～20.

［19］丁佩琴,時(shí)明.銅/環(huán)氧膠接接頭耐濕性研究［J］.粘接,1985,1(5):26～32.

［20］馬滿(mǎn)珍.結(jié)構(gòu)膠耐久性的研究［J］.粘合劑,1987,1(2):13～18.

［21］馬滿(mǎn)珍,李西民,關(guān)四鋒.橡膠增韌環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠接頭的耐久性［J］.粘接,1986,1(1):22～27.

［22］馬滿(mǎn)珍,孟凡濤.膠接接頭耐久性的綜合研究［J］.粘接,1992,1(2):10～14.

［23］王超,黃玉東,劉文彬.膠黏劑服役期與玻璃化溫度以及吸水率關(guān)系的預(yù)測(cè)［J］.材料科學(xué)與工藝,2008,1(1):144～146.

［24］A.A.EL ZOHAIRY, A.J.DE GEE, F.M.HASSAN, et al.The effect of adhesives with various degrees of hydrophilicity on resin ceramic bond durability［J］.Dental Materials, 2004, 20(8):778～787.

［25］A.J.金洛克,王路,夏文干.膠接接頭的耐久性［J］.粘接,1980,1(3):44～61.

［26］A.N.RIDER, N.BRACK, S.ANDRES, et al.The influence of hydroxyl group concentration on epoxy －aluminium bond durability［J］.Journal of Adhesion Science and Technology,2004, 18(10):1123～1152.

［27］詹茂盛,李小換,許文,等.熱氧、濕熱和熱水老化對(duì)T300/BHEP復(fù)合材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響［J］.宇航材料工藝,2011,1(3):56～60.

［28］曲春艷,王德志,毛勇,等.復(fù)合材料膠接用J－116 膠黏劑環(huán)境耐久性能的研究［A］.國(guó)防工業(yè)出版社（National Defense Industry Press）,2008.

［29］侯婷婷.聚合物物理老化的分?jǐn)?shù)模型研究［D］.西北師范大學(xué),2011.

［30］P.L.GEISS.膠接接頭在靜態(tài)負(fù)載條件下的蠕變和松弛行為［J］.中國(guó)膠黏劑,2008,17(3):50～59.

［31］朱志鵬,皮紅,郭少云,等.應(yīng)力作用下高分子材料的老化行為研究［J］.聚氯乙烯,2008,1(2):10～13.

［32］高巖磊,周二鵬,鄖海麗,等.環(huán)氧/鋁膠接接頭在氯化鈉水溶液中的老化行為［J］.熱固性樹(shù)脂,2011,1(3):18～20.

［33］蔡武峰, 王寶忠.導(dǎo)電膠的耐環(huán)境性能［J］.電子工藝技術(shù),1982,1(8):25～31.

［34］張多太.環(huán)氧粘合劑老化性能的研究［J］.粘接,1988,1(3):27～32.

［35］呂桂英,朱華,林安,等.高分子材料的老化與防老化評(píng)價(jià)體系研究［J］.化學(xué)與生物工程,2006,1(6):5～8.

［36］倪曉雪,李曉剛,張三平,等.膠黏劑環(huán)境老化行為的研究現(xiàn)狀及展望［J］.材料保護(hù),2007,1(2): 54～57.

［37］王云英,孟江燕,趙晴.191～#不飽和聚酯樹(shù)脂西部曝曬和人工加速老化的研究［J］.中國(guó)膠黏劑,2008,1(8):34～38.

［38］馬滿(mǎn)珍,孟繁濤,孫能娃,等.87－1 膠膠接接頭環(huán)境穩(wěn)定性研究［J］.宇航材料工藝,1993,1(2):33～36.

［39］王秀娥,劉偉建.J－71 膠、J－47A 膠膜濕熱老化和J－71 膠海水浸泡試驗(yàn)［J］.洪都科技,1998,1(1):50～54.

［40］關(guān)悅瑜.中溫固化膠膜膠接耐久性研究［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011,1(27):141.

［41］李書(shū)波,趙國(guó)清.膠黏劑熱老化壽命的一種快速測(cè)試法［J］.粘接,1984,1(6):21～24.

［42］黃強(qiáng),趙鑫剛,劉波,等.改性環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑耐熱老化性能的研究［Z］.2011:93～96.

［43］V.M.KARBHARI, S.B.SULLEY.Use of composites for rehabilitation steel structures determination of bond durability［J］.Journal of Materials in Civil Engineering, 1995, 7(4): 239～245.

［44］M.L.ABEL, R.D.ALLINGTON, R.P.Digby, et al.Understanding relationship between silane application conditions, bond durability and locus of failure［J］.International Journal of Adhesion & Adhesives, 2006, 26(1～2):2～15.

［45］楊堅(jiān),李亞智,張開(kāi)達(dá).層壓復(fù)合材料剪切疲勞壽命預(yù)估［Z］.2009:117～120.

［46］宋名實(shí),胡桂賢.高聚物長(zhǎng)時(shí)標(biāo)力學(xué)行為的預(yù)測(cè) (Ⅱ)物理老化對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂長(zhǎng)時(shí)標(biāo)力學(xué)行為和使用壽命的依賴(lài)性［J］.北京化工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1992,1(3):25～33.

［47］齊麗英,李旭祥,張立峰.高分子材料老化與降解的物性預(yù)測(cè)［J］.計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué),1995,1(3):216～219.

［48］李思東,彭政,余和平,等.用紅外差譜表征橡膠的熱老化［J］.橡膠工業(yè),1998,1(8):46～50.

［49］鄭祥明,王維斌,史耀武.膠接接頭的無(wú)損檢測(cè)［J］.無(wú)損檢測(cè),2003,1(4):16～20.

［50］鄭祥明,王維斌,史耀武.膠接接頭的耐久性及其無(wú)損評(píng)價(jià)［J］.甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,28(4):43～47.

［51］王小軍,文慶珍,朱金華,等.高分子材料的老化表征方法［Z］.2010:62～65.

［52］Y.P.YANG, G.W.RITTER, D.R.SPETH.Finite Element Analyses of Composite－to－Steel Adhesive Joints［J］.Advanced Materials & Processes,2011, 1(7):24～28.

［53］A.BALDAN.Adhesively－bonded joints in metallic alloys, polymers and composite materials:Mechanical and environmental durability performance［J］.Journal of Materials Science, 2004,39(15):4729～4797.

［54］劉景軍,李效玉.高分子材料的環(huán)境行為與老化機(jī)理研究進(jìn)展［J］.高分子通報(bào),2005,1(3):64～71.