聚合物膠粘劑（jì）作為一種高分子材料，已經廣泛應（yīng）用於（yú）建築、汽車、電子、航空航天、海洋運輸等領域。然而，由於內外因素的綜合作用，聚合物膠粘劑的性能逐漸變（biàn）差，即老化。近30年（nián）來，國外對膠粘劑的老化性能進行了一些研究，在粘接界麵（miàn）化（huà）學（xué）和粘接（jiē）失效機理的研究方麵也（yě）取得了一些進展。老化主（zhǔ）要是光、熱、氧引起的氧化和水（shuǐ）解，其影響因素主要是陽光（guāng）(尤其是紫外（wài）線（xiàn）)、溫度、氧氣、水和汙染物。研（yán）究表明，光氧化降解隨著（zhe）濕（shī）度的增加（jiā）而加劇；光照也會加（jiā）劇水解降解。通過人工加速試驗，研究了熱對環氧-聚酰胺膠粘劑（jì）性能的影響（xiǎng）及其老化機理。
一，實驗部分
1.1樣（yàng）品製備
1)主要原材料
環氧樹脂:環氧E44。
固化劑:低分子量聚酰胺650。
2)環氧膠粘劑的製（zhì）備（bèi）
環氧樹脂E44和低（dī）分子量聚酰胺按質量（liàng）比2∶1混合備（bèi）用。
3)金屬結合件的表麵（miàn）處理
用120*砂紙打磨A3鋼試件表麵，直至露出新鮮基體，然後用丙酮清洗（xǐ）表麵。
4)粘合樣品的製造
將配製好（hǎo）的膠粘劑經（jīng）表麵處理後均勻塗在膠（jiāo）合麵上使用，按（àn）GB/T7124-2008要求製備樣品，室溫固化24h以上（shàng）即可使（shǐ）用。
1.2試驗方法和試驗設備
將樣品置於60℃、80℃和100℃的熱老化試驗箱中，老化時間分別為200小時、400小時、600小時、800小時和1000小時。試（shì）驗結束後，取出樣品，在標準狀態下放（fàng）置24h，然後進行（háng）相關性（xìng）能試驗。
1066B
膠粘劑剪切強度（dù）測試儀
精密烘箱
 環氧聚酰胺膠粘劑（jì）熱老（lǎo）化行為的研究
二.結果和討論
2.1機械性能（néng）
環氧結構膠（jiāo）的剪切強度在（zài）室（shì）溫（wēn）下沒有顯變化；經過不同時間的熱老化試驗，環氧膠（jiāo）粘劑的剪切強度在老化初期短暫增加，隨後逐漸降。例如，在（zài）100℃老化600、800和1000小時後，剪切強度保（bǎo）持率分別為53.2%、48.3%和28.6%。
熱老化初期，剪切強度增加，因為常溫下環氧的（de）固化反應不全，環氧基的殘留率通常在40%左右”。加熱（rè）可以進一（yī）步交聯固化殘留的環氧基團（tuán），增（zēng）加其結（jié）合強度。然而，隨著熱老化時間的延長，膠粘劑的聚合物鏈在熱和氧氣的作用下斷裂，導致力學性能下降。
EP-PA剪切強度-時間曲線的（de）線性擬合參數可以通過對三種熱（rè）老（lǎo）化溫度下（xià）的剪切強度變化曲線進行線性擬合得到。
隨著（zhe）溫度的（de）逐漸升高(60℃→80℃→100℃)，抗剪強（qiáng）度（dù）曲線的斜率逐漸增（zēng）大(0.0085
強度保持率的影響
在熱（rè）老化的早期200h，膠粘劑的剪（jiǎn）切強度保持率隨著老（lǎo）化溫（wēn）度的升高呈指數級增加。隨著熱老（lǎo）化（huà）時間的延長，剪切強度保持（chí）率隨（suí）著老化溫度的升高而（ér）線（xiàn）性降，且老化溫度越（yuè）高（gāo），剪切強度（dù）保持率降越大。
2.2表觀形態
對比熱老化前後EP-PA膠粘劑的（de）SEM圖像（xiàng）可以（yǐ）看出熱老化對環氧膠粘劑的微觀形貌（mào）有影響。其中，60℃熱老（lǎo）化後有輕微裂紋，100℃熱（rè）老化後有顯裂紋甚至斷裂，80℃熱老化後表觀形貌變化介於兩（liǎng）者之間。分析表明（míng），熱（rè）會使環氧樹脂-聚丙烯（xī）酸酯膠粘劑的微觀形態發生裂紋。老化溫（wēn）度越高，膠粘劑的微觀（guān）形貌損傷越嚴重。上述分析與熱老化後（hòu）EP-PA膠粘劑力學性能（néng）的變化相一（yī）致。
老化比較
2.3FT-IR分析
熱老化1000h後，1690cm~1650cm處的酰胺基變弱，說明環氧膠（jiāo）粘劑分子結構中-con基團的（de）-CONtent降，C-N鍵斷裂。1780cm-'~1710cm-'處的羧（suō）酸基（jī）團和（hé）3200cm~2250cm處的胺基（jī）團的吸（xī）收峰增加，表明形成（chéng）了新的羧基和（hé）胺基。因此，紅外光譜表明，熱老化會破壞和降（jiàng）解環氧樹脂膠粘劑（jì）的分子結構。老化溫度越高，膠粘劑分子結構變化越大。
紅外線譜
2.4TGA分析
環氧膠（jiāo）粘劑在空氣氣氛中的初始熱分解溫度低於在氮氣氣氛中；當EP-PA膠（jiāo）粘劑的殘留質量為50%時，需要在氮氣氣氛下升溫至（zhì）440℃，而在空氣（qì）氣氛下僅需390℃。當溫度為500℃時，空氣（qì）氣氛中的環氧膠粘劑已經分解，而氨氣氛中的環氧膠粘劑仍有殘留成分。
上述試驗可以表明，空氣中氧氣的存在使得EP-PA膠粘劑在高溫下容（róng）易發生熱氧分解（jiě），因此氧氣是（shì）EP-PA膠粘劑熱老化的重（chóng）要因素。
2.5熱老化機理
在EP-PA膠粘（zhān）劑的熱作用下，聚合物鏈上的酰（xiān）胺基- CONH發生熱氧化反應，碳氮鍵斷裂。
熱老化機理
上述機理分析與力學性能、掃（sǎo）描（miáo）電鏡形（xíng）貌和紅外光（guāng）譜分析一致。
三.結論
1)在熱老化的初（chū）始階段，由於未固（gù）化的環氧基（jī）團的進（jìn）一步固化，剪（jiǎn）切強度增加。但隨著老化時間的延長，剪切強（qiáng）度呈下降趨勢，溫度越高，下降比例越大（dà）。
2)掃描電鏡圖像顯示，熱老化後環氧樹脂-聚酰（xiān）胺膠粘劑的微觀形貌發生了變化。100℃老化後（hòu）有（yǒu）顯裂紋，說明膠粘劑分（fèn）子鏈已（yǐ）經降解。
3)FT-IR分析表（biǎo）明，熱會引起（qǐ）EP-PA膠（jiāo）粘劑的分子結（jié）構變化。也就是說，酰胺- CONH基團被（bèi）氧化，這（zhè）導致粘合性能下降。
4)TGA測試分析表明（míng），氧氣引起EP-PA膠粘（zhān）劑高溫熱氧化（huà）分解，是膠粘劑熱老化的重要因素。