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硬化剤の異なるエポキシ系構造用接着剤の衝撃ウェッジピール性能に関する比較研究. | 日本語AI翻訳でPubMed論文検索 | WHITE CROSS 歯科医師向け情報サイト

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Polymers (Basel).2020 Jul;12(7). E1549. doi: 10.3390/polym12071549.Epub 2020-07-13.

硬化剤の異なるエポキシ系構造用接着剤の衝撃ウェッジピール性能に関する比較研究.

Comparative Study on the Impact Wedge-Peel Performance of Epoxy-Based Structural Adhesives Modified with Different Toughening Agents.

  • Gyeong-Seok Chae
  • Hee-Woong Park
  • Jung-Hyun Lee
  • Seunghan Shin
PMID: 32668731 DOI: 10.3390/polym12071549.

抄録

エポキシ系接着剤は,耐熱性,耐薬品性に優れ,凝集力が高く,収縮が少ないことから,様々な産業分野で広く使用されています。近年、自動車産業では、軽量化車両の構造用接着剤としてエポキシ接着剤が使用されています。しかし、自動車産業ではエポキシ系構造用接着剤に高い高速耐衝撃性が要求されるため、エポキシの脆さがこの用途の障害となっていました。そこで,エポキシ系接着剤の強化剤としてフェノール末端ポリウレタン(PTPU)を用い,カルボキシル末端ブタジエン・アクリロニトリル共重合体(CTBN)との比較を行った。エポキシ接着剤の高エネルギー耐衝撃性は衝撃ウェッジピール(IWP)試験で測定し、せん断強度はシングルラップジョイント試験で測定した。その結果,20wt%PTPU変性エポキシ接着剤は,対照エポキシ接着剤(それぞれ4.1J,20.6MPa)と比較して,IWP試験中の全吸収エネルギー(25.8J)およびせん断強度(32.3MPa)が著しく高い値を示した。特に,PTPU改質エポキシ接着剤の全吸収エネルギーは,CTBN改質エポキシ接着剤(5.8J)よりもはるかに大きかった。また,10wt%以上のPTPUを添加した場合には,安定した亀裂成長を示し,外部応力を効果的に基板に伝達することができました。これらの結果は,強化剤によるガラス転移温度,架橋密度,モルフォロジーの変化によって説明された。

Epoxy adhesives are widely used in various industries because of their high heat and chemical resistance, high cohesion, and minimal shrinkage. Recently, epoxy adhesives have been applied in the automotive industry as structural adhesives for lightweight vehicles. However, the brittleness of the epoxy is an obstacle for this application, since the automotive industry requires epoxy-based structural adhesives to have a high level of high-speed impact resistance. Hence, we used phenol-terminated polyurethane (PTPU) as a toughening agent for epoxy adhesives and compared the results with those that were obtained with carboxyl-terminated butadiene acrylonitrile copolymer (CTBN). The high-energy impact resistance of the epoxy adhesives was measured by the impact wedge-peel (IWP) test, and the shear strength was measured by the single lap joint test. As a result, the 20 wt % PTPU-modified epoxy adhesive showed remarkably higher total absorbed energy (25.8 J) during the IWP test and shear strength (32.3 MPa) as compared with the control epoxy adhesive (4.1 J and 20.6 MPa, respectively). In particular, the total absorbed energy of the PTPU-modified epoxy adhesive was much larger than that of the CTBN-modified epoxy adhesive (5.8 J). When more than 10 wt % PTPU was added, the modified epoxy adhesives showed stable crack growth and effectively transferred external stress to the substrate. These results were explained by changes in the glass transition temperature, crosslinking density, and morphology due to the toughening agents.