前 言

碳纤维增强树脂基复合材料是新型舱段首选材料之一。该材料比强度高、比模量高，具有金属无法比拟的独特优势，符合导弹减重增航的材料设计要求。由于该材料是由树脂和纤维组成，韧性较金属差，受到外界低能量冲击或工艺缺陷的影响容易在表层及棱角等薄弱部位造成小面积损伤。虽然该类损伤不影响舱段的力学强度和整体气动外形，却给舱段的外观以及装配精度带来负面效应，需进行表面修补。

(1)地方政府激励有效，开发商接受引导投资建设被动房，获得包括开发被动房的本身利润、提升企业在当地的影响力，树立企业在政府的形象收益为A2，开发商建设被动房增量成本为A3，政府对开发商的奖励为A4，包括对开发商进行财政补贴、减免税费、贷款优惠、土地优先转让等。政府采取激励对策有效，且开发商积极建设被动房，政府获得包括降低建筑能耗、获得中央政府的肯定与奖励、树立政府形象等收益为B3，相应的政策法规出台和宣传所花费的成本为C1，开发商接受引导建设被动房，政府对其进行奖励所花费的成本为C2。

纤维复合材料修补在航空领域涉及到损伤修补设计、修补胶及工艺选择以及有限元精确分析等有比较详细的研究[1，2]，可以保证胶接修补的可靠和耐久性。在碳纤维复合材料舱段的修补方面，现阶段是采用与复合材料树脂性能相近或相同、粘接强度高、固化时不需加热加压、固化速度快的胶黏剂[3，4]，使用填补的方法修补。由于舱段结构形式和缺陷特点，修补过程中出现了一些降低生产效率、影响修补效果的问题，主要体现在以下三个方面：一是黏度小影响修补效率。由于舱段是圆形的壳体，在不同位置分布有仪器口框。若同时修补多个口框时，顶部或侧面的修补胶在自重作用下流淌，不能一次填满缺陷部位，需要多次反复填补；二是胶黏剂颜色影响产品外观。一般胶黏剂的颜色为白色、灰色或黄色等，与碳纤维复合材料的黑色有明显的色差，修补后，出现明显的修补痕迹，这与修补的初衷相悖；三是粘接性能影响修补质量。位于棱角、边沿等部位的损伤是表面修补的主要缺陷，有效粘接面积小、易受冲击，为此需要胶黏剂具有良好的韧性和较高的粘接强度。

②强化管理机制，实施精细化管理。编制《北京市生态清洁小流域建设管理办法》，规范全过程管理；编制《生态清洁小流域制图手册》《水土保持概估算编制规定》，规范前期工作；编制《北京市生态清洁小流域施工质量评定标准》，规范施工管理；编制《北京村镇治污设施运行管理指导意见》，规范后期管护。强化农民参与机制，制订《生态清洁小流域建设农民参与指导意见》，明确农民是生态清洁小流域建设主体、管理主体、受益主体，促进农民从“项目前期、工程实施、后期管护”三个环节全过程参与生态清洁小流域建设工作，实现了水土保持工作“零距离”服务农民。

其次，基础英语习得的输入数量和内容不足。据统计，中小学阶段每个学期，覆盖一本英语教材，每本涵盖大约十个主题单元，每个单元包含大约一篇阅读文章和2-4篇2-6个轮回的对话，涉及10-25个新生词的学习。课堂上老师给学生讲授英语语法、句法、生词和带读。课堂下，学生做识记型训练，很少有学生另外花费时间和精力再涉猎额外的英语听读输入材料。

调制时选择常用的碳黑和疏水性气相二氧化硅作为调节材料[5，6]，通过高速剪切分散与J-302混合分散均匀。调制后胶黏剂具有良好触变性，颜色与复合材料相类似，无明显色差。

1 实验部分

1.1 主要原料

室温快速固化环氧胶J-302胶，黑龙江省科学院石油化学研究院；炭黑，疏水性气相二氧化硅，工业级；铝合金试片，LY12CZ铝合金，使用前经化学氧化处理；碳纤维/环氧树脂复合材料层压板，铺层顺序[45°/0°/-45°/90°]。

为解决以上问题，选择J-302环氧胶黏剂为主要材料，进行颜色调试及黏度调试；并进行力学性能测试、老化性能测试和工艺试验，验证胶黏剂修补的可行性。

1.2 仪器设备

流变仪，Gemini 200型，英国马尔文公司；材料力学试验机，美国INSTRON-4467，高速剪切分散机，FS-400型，秦皇岛精本机械设备有限公司。

1.3 实验测试

1.3.2 定距离冲击试验

胶黏剂流动性按照GB 31113-2014在垂直的不锈钢实验板上进行测试；剪切强度试验采用碳纤维复合材料为制备试件，室温剪切强度按GB7124-2008进行测试，高温剪切强度按GJB444-1988进行测试，剪切冲击强度按GB 6328-1999进行测试，室温剥离强度按GJB 446-1988进行测试，其中挠性板为0.5mm厚铝合金板，刚性板为碳纤维复合材料板。

如表1、图3所示，室温拉伸剪切测试是以复合材料层合板分层为典型的破坏形式，说明在室温的环境下，胶黏剂-复合材料粘接面的强度要高于层合板的层间强度，粘接界面的性能优良。在70℃下，拉剪试样以内聚破坏为主要形式、剪切强度为15.4MPa，说明随着温度升高胶黏剂的强度有所下降，但完全可以满足对于短时（70℃）高温环境的使用要求。剪切冲击强度测试中，强度达到74.45kJ/m2，高于同条件下测试的高强度胶黏剂J-133（42.46kJ/m2）。剥离试验测试破坏形式与室温剪切类似，呈基材分层的形式破坏（数据是4.39kN/m），粘接界面韧性优于复合材料层合板。

镇街人大是人大工作的基石和桥头堡，发挥着联系、组织、服务、宣传代表的主渠道和桥梁的作用。章丘区人大常委会坚持从制度入手，规范镇街人大建设，报请区委批转了《区人大常委会党组关于进一步加强和规范镇（街道）人大工作的指导意见（试行）》，从7个方面对基层人大工作作出明确规定，为镇（街道）人大开展工作提供了重要遵循。同时实行常委会主任、副主任联系指导镇（街道）人大工作制度，进一步推动基层人大工作开展。截至目前，全区18个镇街全部建起了代表之家，并在城市社区和村文化大院建立了36个代表联络站。

1.3.1 胶黏剂流动性和粘接性能试验

老板娘的问话让我有些尴尬，好在她话锋一转又说：“这也怪不得周二，谁叫许春花长得那么水灵好看呢。我看换作是哪个男人，都不愿意把许春花退回去。男人啊！都是这副德性——哪一个不想娶到一个像许春花这样嫩得一拧就会冒出水来的黄花大闺女？我要是个男人，可能我也舍不得把她退回去哩，呵呵。”

  

图1 定距离冲击试验示意图Fig.1 Schematic diagram of impact test in the given distance

2.1.2 老化性能

以实际可能遇到的冲击模式为主要的参考依据，选取有局部修补的舱段，室温放置7d后开始冲击试验。选用具有平面的100g铁块作为定距离冲击物，用重物平面垂直落到修补部位，冲击距离为50cm、次数为10次。试验过程如图1。

经过定距离冲击试验后，使用真实的金属口盖冲击，方向垂直于修补胶平面，冲击距离为15cm，以快速的惯性力冲击，次数为50次。试验过程如图2。

  

图2 金属口盖冲击试验示意图Fig.2 Schematic diagram of metal cover impact test

2 结果与讨论

2.1 胶黏剂的粘接和老化性能2.1.1 粘接性能

室温快速固化环氧胶J-302是黑龙江省科学院石油化学研究院研制，具有粘接强度高，韧性好的特点，尤其适合于室外环境（10～25℃）的装配和修补。修补胶层位于舱段的表面，由于飞行过程中要经受气流的剥离力和剪应力作用影响，为此拟定了拉伸剪切、冲击韧性和剥离试验等测试项目。

只有不到20%的创业训练项目和创业实践项目质量高，仅仅有20%的学生和29%的老师认为目前创新计划项目能够落地。创业项目转化和落地率偏低目前高校创新创业教育中存在的突出问题。从总体上来看，目前高校许多创业项目多为传统项目，科技含量不高，即使能够落地，也难以持续经营。少数科技含量较高的创业项目，存在科技成果对接能力不足的问题，难以将技术转化成落地的创业项目(周琼琼，2015)。

 

表1 J-302胶的力学性能Table 1 Mechanical properties of J-302 adhesive

  

测试项目室温剪切强度/MPa 70℃剪切强度/MPa剪切冲击强度/kJ/m2室温剥离强度/kN/m测试数据22.9 15.4 74.5 4.39破坏类型碳纤维基材分层破坏内聚破坏内聚破坏碳纤维基材破坏被粘材料碳纤维复合材料碳纤维复合材料铝合金铝合金/碳纤维复材

  

图3 碳纤维复材试样拉伸剪切测试后界面Fig.3 Interface of the carbon fiber composite material specimens after tensile shear test

老化性能通过在以下湿热环境下处理500h和1000h后测定室温剪切强度和剥离强度，计算其强度保持率来考察。湿热老化试验条件为70℃±2℃、相对湿度98%～100%。

1.3.3 金属口盖冲击试验

湿热老化数据显示（表2），粘接试件老化500h和1000h的剥离强度和剪切强度都有所下降，与文献报道一致[7]。老化后剥离和剪切试片的破坏状态均为层合板分层破坏，测试数据并不能完全代表胶黏剂的真实老化性能，但可以说明该胶黏剂湿热老化后的拉伸强度和剥离强度不低于层合板的层间强度，满足舱段修补的使用要求。

 

表2 J-302胶的耐湿热老化性能Table 2 Hygrothermal aging resistance of J-302 adhesive

  

测试项目 剪切强度及保持率 剥离强度及保持率未老化湿热老化500h湿热老化1000h试片破坏状态剪切强度/MPa 22.94 17.22 14.91碳纤维复材分层保持率/%-75.1 65.0剥离强度/kN/m 4.39 1.95 1.18碳纤维复材分层保持率/%-44.9 26.9

2.2 修补工艺试验

2.2.1 胶黏剂的触变性

未加入触变剂的J-302在室温下呈粘性流动态，用于圆形舱体修补，容易发生胶流淌。增加J-302胶的黏度，会产生修补粘接界面浸润性不足的问题。所以在J-302中加入疏水性气相二氧固化硅，使其在低剪切速率下显现出较高黏度，而在高剪切速率下呈现较低黏度，兼顾胶黏剂的操作工艺性和浸润性。用流变仪采用三段法，改变剪切速率考察不同气相二氧化硅加入量对黏度的影响。采用剪切速率测试时间为 0.1s-1-100s、200s-1-100s、0.1s-1-300s三段法，测试空白试样、1.5%SiO2、3.0%SiO2加入量的黏度-时间变化，结果如图4所示。结果表明，J-302胶在不同剪切速率下，几乎无触变性，加入3.0%气相SiO2后，在0.1s-1剪切速率下表观黏度为289Pas，可满足施工涂胶时胶液无流淌的要求；在200s-1剪切速率下表观黏度为46Pas，具有良好的浸润性；重新恢复到0.1s-1剪切速率时达到高黏度的时间约为20s，满足胶黏剂防流淌和浸润性的要求。

  

图4 气相SiO2改性J-302胶的在不同剪切速率下三段式黏度曲线Fig.4 Three-stage viscosity curves of the fumed silica modified J-302 adhesive at different shear rates（0-100s,0.1s-1;100-200s,200s-1、200-500s,0.1s-1）

按照GB/T31113-2014胶黏剂抗流动性试验方法，将加入3%气相二氧化硅的J-302胶黏剂在垂直的不锈钢试验板上进行流动性试验，30min内流动距离小于5mm，符合舱段表面修补的工艺要求。

连朝急递达光明，沁卫滹沱水骤狂。奉使总能如汲黯，便宜先发海陵仓。（自注：少司农松筠、都统尚安，均以奉使阻水，辄令地方官开仓抚恤。一面奏闻，得旨嘉奖。）[3]208

2.2.2 胶黏剂用于碳纤维舱段修补

舱段加工、使用中常遇到两种表面破坏的情况：一是重物坠落。在舱段装配、加工过程中，可能遇到重物如扳子、钳子、钻头等金属物落到舱段表面，产生低能量冲击，造成表面特别是小面积棱角的修补层开裂或剥落。二是高频率冲击。操作过程中，对修补胶层有损害的操作主要有多次口盖开启-安装对棱角碰撞；能量较低但频率高，易造成胶层永久性损伤，考验着胶黏剂的粘接强度、本体强度等方面性能。

采用3%疏水性气相二氧化硅调整J-302胶的流动性，加入少量炭黑调整胶黏剂的颜色。为考察改性后胶黏剂的修补效果，模拟实际工况，选取了舱段实物进行定距离冲击试验和金属口盖冲击试验。

  

图5 修补前和冲击后的图片Fig.5 The pictures before repairing and after impact test

如图5a所示，损伤部位位于口框棱角的顶部，长度大、深度浅，有效的粘接面积小。使用调制的J-302胶修补后，开展定距离冲击试验和口盖冲击试验。通过对测试后修补面（图5b所示）的观察，表面未有明显的撞击痕迹，未发现胶层剥离、开裂等现象。说明修补层可承受低能量重物撞击，维持原有的形态，同时也可承受口盖反复安装-拆卸的冲击，满足在试验工况下的使用要求。

3 结论

室温快固胶黏剂J-302对碳纤维复材具有良好的粘接性能和耐老化性能。采用气相二氧化硅和炭黑调整胶黏剂的流动性和颜色，加入3%气相二氧化硅时胶黏剂具有良好的触变性，满足舱段修补用胶的工艺要求和外观质量要求。对碳纤维复合材料舱段局部修补的冲击试验未发现不良的损坏，满足了力学性能和结构功能要求。J-302室温快固胶黏剂满足碳纤维复材舱段实际工况下修补工艺操作要求和性能要求，也希望业内同行建立胶黏剂数据库，为工艺师提供更多的选择。

参考文献：

［1］ 程小全,彭霄婧,胡仁伟,等.碳纤维复合材料结构修理用胶黏剂应用研究［J］.高科技纤维与应用,2015,40（5）:12～20.

［2］KATNAM K B,SILVA LFMD,YOUNG T M.Bonded repair of composite aircraft structures:A review of scientific challenges and opportunities.Progress in Aerospace Sciences,2013,61:26～42.

［3］ 赵云峰.高性能胶黏剂密封剂在航天工业领域的应用［J］.化学与黏合,2014,36（ 6）:446～450.

［4］ 王新军,邓强,乔乔.一种飞机结构修理胶粘剂性能分析［J］.航空制造技术,2016,498（3）:71～73.

［5］ 丁祖群,孟江燕,卢娟.高性能航空有机硅胶黏剂的研制［J］.洪都科技,2010,（1）:35～41.

［6］ 杨晓鸿,朱薇玲.气相二氧化硅对环氧填料体系流变性的影响［J］.硅酸盐学报,2005,5（33）:547～552.

［7］ 尚磊,戴文鸣,孔宪志,等.J-189聚氨酯胶黏剂的工艺与老化性能研究［J］.化学与黏合,2014,3:218～221.