交联环氧微球增强室温固化环氧胶粘剂的力学与界面性能研究

来自研究人员的研究表明，通过合成基于三官能团环氧和芳香胺的环氧微球（EMs），并将其引入双官能团环氧树脂/聚醚胺固化体系，显著提升了室温固化环氧胶粘剂的拉伸强度（75 MPa）、搭接剪切强度（18 MPa）和延展性（4.5%）。该研究解决了高交联环氧胶粘剂脆性大、机械性能不足的问题，为结构胶粘剂设计提供了新策略。

　　

高交联环氧胶粘剂（epoxy adhesives）在原始状态下因脆性大、韧性低，难以满足结构应用需求。本研究合成了一种基于三官能团环氧（tri-functional epoxy）和芳香胺（aromatic amine）的交联环氧微球（epoxy microspheres），并将其整合到由双官能团环氧树脂（di-functional epoxy resin）和聚醚胺（polyether-amine）固化剂组成的室温固化双组分胶粘剂体系中。改性后的胶粘剂在机械性能、界面行为、粘弹性（viscoelastic properties）和破坏形态（failure morphology）方面均得到优化。实验显示，微球改性体系在室温下拉伸强度达75 MPa，搭接剪切强度（Lap Shear Strength）为18 MPa，延伸率为4.5%，均优于未改性体系。环氧微球在基体中分布均匀、相容性良好，引发基体的塑性变形（plastic deformation）和剪切屈服（shear yielding）。此外，微球的引入降低了体系的模量（modulus）和玻璃化转变温度（glass transition temperature，T_g），这与交联密度（crosslink density）的下降密切相关。