蜂窝夹层结构粘接用聚酰亚胺胶膜的研究
霍海涛莫松孙宏杰杨士勇范琳
（中国科学院化学研究所，高技术材料实验室，北京100190）
文摘采用热固性聚酰亚胺胶黏剂KHPIA-S制备了聚酰亚胺胶膜，系统研究了胶膜的厚度以及表面处理剂对复合材料蜂窝夹层结构粘接性能的影响规律。结果表明，制备的聚酰亚胺胶膜具有优异的高温粘接性能，在320℃ 下对不锈钢试片粘接的剪切强度超过11MPa，对蜂窝夹层结构粘接的平拉强度最高可达2.1MPa。
关键词聚酰亚胺，胶膜，蜂窝夹层结构，耐高温
PolyimideFilmAdhesiveforHoneycombSandwichStructureBonding
HuoHaitao
MoSong
Sun Hongjie
YangShiyongFanLin
(Laboratory of Advanced Polymer Materials, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing100190)
AbstractPolyimide film adhesives were prepared by coating thermoset polyimide adhesive KHPLAS onto wov-en E-glass fiber. The effects of film thickness and surface pretreatment agent on the adhesive properties for bonding honeycomb sandwich structure were investigated. The results indicated that the polyimide film adhesives exhibited ex cellent adhesive properties at elevated temperature, which gave the lap shear strength for stainless steel excess 11 MPa and flatwise tensile strength for honeycomb sandwich structure as high as 2. 1 MPa at 320°C.
Key wordsPolyimide, Film adhesive,Honeycomb sandwich structure, High-temperature resistance
0引言
以金属或纤维增强复合材料等制造的蜂窝夹层
结构具有质轻、耐疲劳性能好、材料利用率高等优点，可用于制造飞行器的头锥、机翼、尾锥和壁板等。在蜂窝夹层结构的制造过程中，面板的质量及其与蜂窝芯子的粘结强度是影响夹层结构性能的关键因素。因此，粘接用胶的选用至关重要。
一般来说，胶黏剂可以分为溶液状、膏糊状、胶膜
状等。其中胶膜状胶黏剂具有厚度均匀，施胶量准确，施工工艺简便，可用于大面积粘接等优点，是粘接蜂窝夹层结构的首选。在现有的耐高温胶膜中，应用较为广泛的是改性环氧胶膜，然而其使用温度一般不超过200℃。随着航空航天技术的进一步发展，蜂窝夹层结构件在高速飞行中的外表面局部温度高达 260-316℃【1]，这对胶膜的耐热性能提出了更高的要求。为了达到更高的耐温等级，具有更优异的耐热性能和高温粘接性能的聚亚胺胶黏剂成为必然的选择-2]。然而聚酰亚胺胶黏剂由于其结构上的刚性，通常难以制成胶膜，多以粉末或胶液的形式使用3-41。自20世纪70年代起，以美国国家航空航天局Langley研究中心为首的多家研究机构和企业先后开发了LARC-13、PEPI-5、LARC-TPI、PISO,等一
收稿日期：20100920
系列综合性能优异的聚酰亚胺胶膜，并已在飞行器制造中用于钛合金以及复合材料蜂窝夹层结构的粘接(5-11)
针对我国先进航空航天飞行器制造技术的发展对耐300℃以上高温聚合物胶黏剂的迫切需求，在成功开发了具有优异高温粘接性能的KHPIA-S聚酰亚胺胶黏剂的基础上("],本文采用该胶黏剂制备了均匀平整的聚酰亚胺胶膜，系统研究了胶膜对金属以及复合材料蜂窝夹层结构粘接时胶膜厚度以及表面处理剂等因素对粘接性能的影响。
1实验 1.1原料
KHPIA-S胶黏剂和表面处理剂SPA-50为自
制,EW-100玻璃布。 1.2胶膜的制备
将KHPIA-S胶黏剂溶于DMF中制备得到固体含量为50wt.%的胶液，配制的胶液具有良好的储存稳定性。采用AFA-Ⅱ自动涂膜器将胶液涂覆于EW-100玻璃布上，在50℃下烘干去除大部分溶剂后取
出，重复上述步骤以制备不同厚度的胶膜。 1.3分析测试
在Instron5567微机控制万能试验机上，采用GB
作者简介：需海涛，1986年出生，博士研究生，主要从事高温案酰亚胺粘接材料的研究。E-mail；fanlin@iccas.ae.cn
htp://www.yhclgy.com宇航材料工艺2011年第1期万方数据
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