尼龙网格与PET镀铝膜粘接复合及性能研究

摘要

铝塑复合膜具有阻水阻气、反射隔热、便捷封装等多方面的优异性能，作为包装、封装材料，正被应用于越来越多的高端领域。美国波音公司生产了一款以正交尼龙66网格线作为增强体的铝塑复合膜，用于封装航空保温材料-玻璃纤维毡，网格线表面胶粘剂不仅可以粘接镀铝层与网格线，还充当热封材料。 本文首先采用马来酸改性氯醋树脂和聚氨酯混合的胶粘剂进行尼龙网格与镀铝层表面的粘接复合。对马来酸含量、胶液固含量、聚氨酯含量三个主要的成分因素设计正交实验，采用极差分析法得到满足网格剥离强度和热封强度最优的成分因素，并研究复合膜的湿热老化行为和老化机理。结果表明：当马来酸含量为3wt%，胶液固含量为20%，聚氨酯含量为8wt%，此时材料综合性能最优；湿热老化过程中，网格剥离强度和复合膜的热封强度均随时间的延长呈现降低的趋势，前者是由于胶粘剂的溶胀，后者是因为高分子链段的活动性降低。 其次，在最优配比的基础上制备复合膜，通过实验测试、理论分析和有限元数值模拟的方法，研究了网格线间距和网格线纤度对复合膜的拉伸性能、液压胀破性能和顶破性能的影响。结果表明：复合膜的拉伸断裂过程包括三个阶段，分别是弹性阶段、塑性变形阶段和断裂伸长阶段，拉伸断裂强度随网格间距增大而减小，随网格线纤度的增加而增加；复合膜的液压胀破强度与拉伸断裂强度在数值上呈正比例关系，比例系数是与复合膜断裂伸长率有关的常数；通过有限元数值模拟法动态演示了复合膜的顶破过程，对于网格线间距为3mm，网格线纤度为233D的复合膜，顶破失效首先由尼龙网格线开始，网格线在顶升高度为5.50mm时出现网格线初始损伤，在顶升高度为7.49mm时出现首条网格线断裂，在顶升高度为8.99mm时发生基体膜损伤，模拟的失效图与测试的失效图基本一致。 最后，研究了网格线间距和网格线纤度对复合膜隔声性能的影响，探索复合膜与玻璃纤维毡、碳纤维板组成复合结构时的声学性能。结果表明：尼龙网格增强铝塑复合膜的隔声性能受网格线间距和网格线纤度的影响，网格线间距越小，网格线纤度越大，复合膜隔声量越大；当复合膜与玻璃纤维毡组成复合结构时，以复合膜一侧为声波入射面将获得更高的隔声量；以复合膜为外覆层，与玻璃纤维毡、碳纤维板组成复合隔声结构时，空气层的引入可以提高隔声效果。

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