在飛機制造上的應(yīng)用
飛機制造工業(yè)率先研究和應(yīng)用了金屬結(jié)構(gòu)膠粘劑,也是結(jié)構(gòu)膠粘劑的主要用戶。粘接一架波音747飛機和一架C-5A銀河(Lockheed C-5A)幾乎要用16200m2膠膜,其中一架波音747約耗用了3700m2膠膜、431kg聚硫密封膠和23kg硅橡膠密封劑。除了超音速飛機,由于表皮的高溫而限制了膠粘劑的應(yīng)用外,飛機制造用的膠粘劑隨材料和工藝的改進(jìn),其需求量不斷增加,而且還會繼續(xù)增長。
一架B-58“盜賊”(B-58 Hustler)戰(zhàn)略轟炸機所用的膠粘劑約300Kg;每架F-111戰(zhàn)斗機用膠約450Kg;每架波音727飛機則需膠2270Kg。隨著飛機的大型化,膠粘劑需要多樣化,由于對減輕重量和防止疲勞要求越來越嚴(yán)格,致使每架飛機粘接結(jié)構(gòu)的比例日益增大。
飛機制造也廣泛應(yīng)用密封劑,尤其是密封油箱的聚硫密封材料。其他的應(yīng)用是整流裝置和蜂窩夾層板邊緣及受壓接頭的密封。要求耐熱的部位,如靠近排氣管的噴管的密封要用有機硅密封劑。 每架B-58“盜賊”轟炸機約有420m2的粘接鑲板,使主要結(jié)構(gòu)加倍承受空氣動力負(fù)荷的機翼和油箱,幾乎都是粘接而成的。其結(jié)構(gòu)包括了用剝離強度高、耐高溫性好的丁腈-酚醛膠粘劑粘接的金屬件和用環(huán)氧-丁腈膠粘劑粘接的鋁蒙皮蜂窩件。鋁和玻璃鋼蜂窩夾層結(jié)構(gòu)都可用,形狀從扁平板變化到高度回轉(zhuǎn)的前緣。
兩相丁腈-酚醛/環(huán)氧膠膜的出現(xiàn)及尼龍-環(huán)氧和丁腈-環(huán)氧膠的使用,有助于克服丁腈-酚醛膠膜的某些缺點,使單一膠粘劑能用于邊緣和蒙皮與蜂窩結(jié)構(gòu)的粘接。飛機上粘執(zhí)著的其他應(yīng)用有:玻璃織物層壓件、芯塊拼合和芯-邊緣粘接,通常都用環(huán)氧-酚醛糊狀膠粘劑,因為它能發(fā)泡,填塞空穴,與蜂窩夾層結(jié)構(gòu)邊緣接觸面積大。民用噴氣式飛機采用膠粘劑粘接水平和垂直、機翼板、副翼和指示器、錐形尾翼裝配件和頭部雷達(dá)天線罩。
PABST規(guī)劃說明了在中、短程噴氣式飛機中應(yīng)用結(jié)構(gòu)膠粘劑的實際價值。
(1)直升機旋翼 直升機的旋轉(zhuǎn)翼片最初是用木層壓板制成的,然而,由于不能承受大的疲勞應(yīng)力和耐候性差,所以翼片工作不長時間就得更換。從50年代初期起,旋轉(zhuǎn)翼片已用結(jié)構(gòu)膠膜使鋁或玻璃纖維層壓而成。目前旋轉(zhuǎn)翼片完全是粘接的,并包括外表皮層壓板與內(nèi)板,輕質(zhì)芯材與縱向翼梁的粘接,過去,翼片只能使用50-100h,現(xiàn)在能安全飛行2000h以上,還可重新返修。旋轉(zhuǎn)翼片用的膠粘劑必須具有以下特性:
① 必須耐鹽霧、耐高溫、承受靜態(tài)的循環(huán)疲勞應(yīng)力;
② 耐蠕變;
③ 金屬-金屬和蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的剝離和剪切強度都要高;
④ 適用期長,22oC(不是冷藏)下為30天;
⑤ 固化溫度可變性。
(2)歐洲空中客車 這種飛機是由許多歐洲航空公司聯(lián)合制造的,每個公司制造不同型號的飛機。1984年9月泛美航空公司聲稱購買28架這種新型噴氣式飛機。
在航天工業(yè)上應(yīng)用
愛潑斯坦(Epstein)詳細(xì)論述了膠粘劑的航天工業(yè)上的應(yīng)用。在載人和無人的飛船上膠粘劑都有廣泛的應(yīng)用。用膠粘劑來制造部件、組件或?qū)⒘悴考潭ㄔ陲w船上。下面列舉一些代表性的應(yīng)用:
(1)天線(各種零件);
(2)致冷板(保持電子元件的工作溫度);
(3)容器;
(4)蓋板;
(5)檢測器;
(6)裝置和備件;
(7)防熱層(用于重返大氣層);
(8)沖擊/振動阻尼器;
(9)發(fā)射裝置零件(火箭發(fā)動機、引擎、噴管、噴管加長、屏蔽板和絕緣材料);
(10)固定板支撐設(shè)備用;
(11)多層電路板;
(12)電子元件和組合件;
(13)工作臺(正旋和反旋);
(14)主要構(gòu)件(加撐桿、圓柱形構(gòu)件、圓錐形構(gòu)件、框架等);