二氧化钛纳米粒子增强低碳钢胶粘剂接头的吸湿热老化研究

摘要整理

本研究采用未增强和二氧化钛（TiO₂）纳米粒子增强胶粘剂（质量分数分别为1.0%、2.0%、3.0%和4.0%）将低碳钢粘合剂粘接成单搭接接头。胶粘剂接头经历1、2、3和4周的吸湿热老化处理。搭接剪切试验表明，未增强胶粘剂接头的平均剪切强度为10.627 MPa，增强后在未老化条件下剪切强度提高了54%。经过4周老化后，剪切强度出现下降，未增强接头损失66%，而3.0 wt% TiO₂增强接头的强度损失最低，仅为13%，表明其在维持胶粘剂强度方面的有效性。增强处理使吸水率显著降低56%，有效减少了水分诱发的降解。接触角测量表明表面疏水性增加，3.0 wt% TiO₂增强胶粘剂的接触角最高达89°±2°。差示扫描量热法（DSC）分析确认了老化过程中玻璃化转变温度（Tg）的变化。高分辨扫描电子显微镜（HRSEM）分析揭示了形貌变化和裂纹形成，突出了吸湿热老化对胶粘剂接头耐久性的影响。

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