نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کار شناسی ارشد، مهندسی پلیمر، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران

2 استادیار، مهندسی پلیمر، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران

3 دانشیار، مهندسی پلیمر، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران

چکیده

در این تحقیق استفاده از چسب ترکیبی با دو ضریب سفتی (مدول) متفاوت در مقایسه با یک چسب در اتصالات تک لبه برشی در نرخ کشش 5 و mm/min 100 و در دماهای محیط C°100 و C°200 مطالعه شده است. در این بررسی پنچ نوع چسب در اتصال تک لبه برشی مورد بررسی قرار گرفته که شامل چسب اپوکسی تنها، چسب سیلیکون، اپوکسی حاوی لاستیک مایع CTBN، چسب ترکیبی
اپوکسی- سیلیکون و چسب ترکیبی اپوکسی- اپوکسی حاوی لاستیک مایع CTBN می‌باشد. همچنین ارزیابی از عملکرد این اتصالات در آزمون پوست‌کنی نیز انجام شد. نتایج حاکی از استحکام برشی بالاتر در اتصال چسبی حاوی چسب ترکیبی اپوکسی-سیلیکون نسبت دیگر چسب‌ها در آزمون تک لبه برشی است. و در مرتبه پایین‌تری اتصال با چسب اپوکسی تنها و چسب اپوکسی حاوی لاستیک مایع قرار دارد. این موضوع در هردو نرخ کشش صادق بوده است. بررسی استحکام برشی در سه طیف دمایی حاکی از عملکرد موفق چسب ترکیبی اپوکسی- سیلیکون نسبت به دیگر رقبای خود به‌خصوص در دمای C°200 به میزان افت 31 درصد در مقایسه با اتصال چسبی اپوکسی تنها با افتی درمحدوده 65 درصد دارد. ارزیابی عملکردی در آزمون پوست‌کنی این چسب‌ها نشان از استحکام پوست‌کنی بالاتر به‌ترتیب در نمونه چسب ترکیبی اپوکسی- اپوکسی لاستیک مایع، چسب ترکیبی اپوکسی –سیلیکون و چسب اپوکسی تنها دارد. بررسی رفتاری در آزمون‌های پوست‌کنی نشان از رفتار ناپایدار (نوسانی) در همه اتصالات چسبی به غیر از نمونه حاوی چسب ترکیبی
اپوکسی- اپوکسی لاستیک مایع دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Assessment of mixed adhesive in single lap and peel joint with composite substrate

نویسندگان [English]

  • Sahar Shahrokhinasab 1
  • Razi Sahraeian 2
  • Alireza Sabet 3

1 Composite group, Iran Polymer and Petrochemical Institute, Tehran, Iran

2 Composite group, Iran Polymer and Petrochemical Institute, Tehran, Iran

3 Composite group, Iran Polymer and Petrochemical Institute, Tehran, Iran

چکیده [English]

This study investigates the effect of mixed adhesive having different modulus on single lap joint and also under peel test. The study compares these joints with that of corresponding joint containing single adhesive under two loading rate of 5 and 100 mm/min and three temperature range of room, 100°C and 200°C. Five types of adhesives were used in this assessment namely: silicon, epoxy, mixed epoxy-silicon, epoxy toughened with liquid rubber (CTBN), mixed epoxy toughened with liquid rubber (CTBN) –epoxy. Result indicated better shear strength performance by mixed epoxy-silicon adhesive joint in the single lap shear at both loading speed followed by epoxy and liquid rubber modified epoxy joints . Similar assessment under the three temperature range also revealed better retention of shear strength for the mixed epoxy-silicon adhesive joint in particular at 200°C. This result revealed about 65 percent reduction in strength for epoxy adhesive as against 31 percent reduction for the mixed epoxy-silicon adhesive. Peel tests showed unstable peeling behavior in all joints except joint with rubber modified epoxy toughened adhesive joint. Further assessment of peel test results showed both mixed adhesives i.e. mixed epoxy-silicon, epoxy toughened with liquid rubber (CTBN), mixed epoxy toughened with liquid rubber (CTBN)-epoxy had higher peel strength compared to the other adhesive joint tested.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mixed adhesive
  • single lap shear
  • peel test
  • Composite
  • substrate

 

[1]    Goland, M. and Reissner, E.W., “The Stresses in Cemented Joints” Applied Mechanic Journal, ASME, Vol. 66, pp. 17-27, 1944.

[2] Adams, R.D. Comyn, J. and Wake, W.C., “Structural Adhesive Joints in Engineering,” 2nd ed., Chapman & Hall, London, 1997.

[3] Banea, M.D. and Da Silva, L.F.M., “Adhesively Bonded Joints in Composite Materials: An Overview,” Journal of Materials Design and Applications, SAGE, Vol. 223, No. 1, 2009.

[4] Fitton, M.D. and Broughton, J.G., “Variable Modulus Adhesives: an Approach to Optimized Joint Performance”, International Journal of Adhesion & Adhesives, Vol. 25, pp. 329–336, 2005.

[5] Pires, I. Quintino, L. Durodolab, J.F. and Beevers, A., “Performance Of Bi-Adhesive Bonded Aluminium Lap Joints”, International Journal of Adhesion & Adhesives, Elsevier, Vol. 23, pp. 215–223, 2003.

[6] Da Silva, L.F.M. and Adams, R.D., “Joint Strength Predictions for Adhesive Joints to Be Used Over a Wide Temperature Range,” International Journal of Adhesion & Adhesives, Elsevier, Vol. 27, pp. 362–379, 2007.

[7] Da Silva, L.F.M. and Adams, R.D., “Adhesive Joints at High And Low Temperatures Using Similar And Dissimilar Adherents And Dual Adhesives,” International Journal of Adhesion & Adhesives, Elsevier, Vol. 27, pp. 216–226, 2007.

[8] Da Silva, L.F.M. and Lopes, M.J.C.Q., “Joint Strength Optimization By The Mixed- Adhesive Technique”, International Journal of Adhesion & Adhesives, Elsevier, Vol. 29, pp. 509–514, 2009.

[9] Banea, M.D. Da Silva, L.F.M. and Campilho, R.D.S.G., “Temperature Dependence of the Fracture Toughness of Adhesively Bonded Joints”, Journal of Adhesion Science and Technology, Vol. 24, pp. 2011–2026, 2010.

[10] Marques, E.A.S. Magalh, D.N.M. and Da Silva, L.F.M., “Experimental Study Of Silicone-Epoxy Dual Adhesive Joints for High Temperature Aerospace Applications”, Mat-wiss U, Werkstofftech, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co., Vol. 42, No. 5, pp. 471-477, 2011.

[11] Budhe, S. Ghumatkar, A. Birajdar, N. and Banea, M.D., “Effect of Surface Roughness Using Different Adherent Materials on The Adhesive Bond Strength” Applied Adhesion Science, Applied Adhesion Science, Vol. 3, pp. 1-10, 2015.

[12] Temiz, S. and Adin, H., “Behavior of Bi-Adhesive in Double Strap Joint With Embedded Patch Subjected To Bending,” Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Sofia, Vol. 45, No. 3, pp. 83–96, 2015.

[13] Gilat, A. Goldberg, R.K. and Roberts, G.D., “Strain Rate Sensitivity Of Epoxy Resin In Tensile And Shear Loading,” Journal of Aerospace Engineering, Vol. 20, No. 2, pp. 75-89, 2007