環(huán)氧固化的收縮和內(nèi)應(yīng)力

環(huán)氧固化的收縮和內(nèi)應(yīng)力第一頁，共十一頁，編輯于2023年，星期一環(huán)氧樹脂在固化過程的收縮和內(nèi)應(yīng)力收縮樹脂的交聯(lián)溫度的變化產(chǎn)生環(huán)氧樹脂固化過程使用過程內(nèi)應(yīng)力不均勻制件尺寸和形狀的變化翹起裂紋第二頁，共十一頁，編輯于2023年，星期一環(huán)氧樹脂在固化過程中的膨脹和收縮體積膨脹——A點熱膨脹到B點反應(yīng)收縮－－從B點體積收縮經(jīng)凝膠點C后，繼續(xù)固化收縮到D點，冷卻收縮－－D點經(jīng)E點（玻璃化溫度Tg的轉(zhuǎn)折點）到F點。Tg以上是高彈態(tài)，即DE段，為高彈態(tài)收縮；Tg以下是玻璃態(tài)，即EF段，為玻璃態(tài)收縮BF的體積變化是固化體系的最大收縮。AF是固化體系固化前后在室溫下的體積變化。C點到F點的體積變化值稱為凝膠后收縮。此值愈小則內(nèi)應(yīng)力相應(yīng)愈低。內(nèi)應(yīng)力主要是玻璃態(tài)的收縮所致。ABCDEFTrTgTCT溫度/C比容積(cm3/g)最大固化收縮冷卻后收縮反應(yīng)收縮凝膠后收縮玻璃態(tài)收縮高彈態(tài)收縮室溫玻璃化溫度固化溫度第三頁，共十一頁，編輯于2023年，星期一環(huán)氧固化物的內(nèi)應(yīng)力及其產(chǎn)生機(jī)理內(nèi)應(yīng)力固化內(nèi)應(yīng)力溫度內(nèi)應(yīng)力不均勻溫度場的存在是固化內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的主要因素之一。升溫速率過快散熱條件不同冷卻速率過快環(huán)氧固化物的線脹系數(shù)與纖維，填料或被粘物的線脹系數(shù)相差很大，在使用過程中隨溫度的變化兩者之間因脹縮不均會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力固化物在進(jìn)行機(jī)械加工時，材料與刀具摩擦引起局部過熱，刀具過后又迅速冷卻也會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力無應(yīng)力構(gòu)件長期放置，由于環(huán)氧材料受溫度變化及空氣中水分和氧氣作用也會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力第四頁，共十一頁，編輯于2023年，星期一環(huán)氧樹脂基體的收縮和內(nèi)應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系內(nèi)應(yīng)力體系的化學(xué)結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)內(nèi)因分子結(jié)構(gòu)用量比交聯(lián)程度體系的均勻度正確確定配方工藝條件固化物的線脹系數(shù)了解兩者的關(guān)系第五頁，共十一頁，編輯于2023年，星期一環(huán)氧樹脂基體的收縮和內(nèi)應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系A(chǔ)CDEFTrTgTCT溫度/C比容積(cm3/g)最大固化收縮冷卻后收縮反應(yīng)收縮凝膠后收縮玻璃態(tài)收縮高彈態(tài)收縮室溫玻璃化溫度固化溫度結(jié)論內(nèi)應(yīng)力在高彈態(tài)基本不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力在玻璃態(tài)則隨溫度的下降呈直線比例上升內(nèi)應(yīng)力主要是玻璃區(qū)的收縮所致內(nèi)應(yīng)力的大小取決于收縮率的大小Tg越高，玻璃態(tài)收縮越大，內(nèi)應(yīng)力越大Tg下降，玻璃態(tài)收縮減小，內(nèi)應(yīng)力降低第六頁，共十一頁，編輯于2023年，星期一無機(jī)填料對內(nèi)應(yīng)力的影響無機(jī)填料的線脹系數(shù)環(huán)氧固化物的線脹系數(shù)小一個數(shù)量級降低體系的收縮率！使用不當(dāng)，反而會增加內(nèi)力力第七頁，共十一頁，編輯于2023年，星期一支配固化物內(nèi)應(yīng)力的主要因素內(nèi)應(yīng)力玻璃態(tài)的收縮率玻璃態(tài)的線脹系數(shù)TgTg與室溫的溫度差玻璃態(tài)的彈性模量第八頁，共十一頁，編輯于2023年，星期一降低內(nèi)應(yīng)力的途徑減少內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力松馳掉第九頁，共十一頁，編輯于2023年，星期一降低內(nèi)應(yīng)力的途徑－材料設(shè)計選用模量低的、收縮率小的、線脹系數(shù)小的樹脂體系選用韌性樹脂體系選用低溫固化體系加入粉狀無機(jī)填料第十頁，共十一頁，編輯于2023年，星期一降低內(nèi)應(yīng)力的途徑－工藝設(shè)計延長固化持續(xù)時