1.2　胶接技术在航空领域的发展与应用

随着科学技术和国民经济的发展，胶黏剂正被广泛应用于各个行业及高科技等领域。我国胶黏剂工艺起步于20世纪50年代，20世纪80年代形成了第一个生产高潮，近十年有了突飞猛进的发展，开始进入高速发展的新时期。我国从20世纪50年代末开始研制航空用结构胶（比国外晚了10～20年）：首先仿制了尼龙/酚醛有孔蜂窝结构胶，其缺点是耐水性能很差；然后改用了自制的丁腈/酚醛结构胶（耐温200℃）。20世纪70年代初，成功研制出环氧/丁腈型自力-2结构胶，并将其用于直-五机旋翼无孔蜂窝后段的胶接，从而有效解决了有孔蜂窝结构开胶等问题；随后开发了多种无孔蜂窝结构胶及其配套胶。20世纪80年代，环氧/聚砜型胶黏剂SY-14胶膜研制成功；1984年，磷酸阳极化耐久铝蜂窝芯研制成功。20世纪90年代，研制出包括胶膜、底胶和发泡胶的中温固化、高温固化结构胶系列，特别是中温固化结构胶的应用使航空技术有了较大的进展。近年来某些主要的飞机制造公司相继建立了胶接生产线：西飞公司的胶接生产线，其面积达6000m ² ，热压罐最大直径为3.6m、长10m；沈飞公司的铝合金磷酸阳极化工艺取消了含铬酸盐脱氧工序，采用硝酸脱氧，在国际上处于领先地位。近三年来，我国航空等运输用胶黏剂用量的增长率达到11.8％左右，由此说明国内航空用胶黏剂的需求量与日俱增。国内自制的胶黏剂很多都不能满足使用要求，因此每年必须进口大量结构胶。

20世纪40年代起，欧美开始使用胶接技术制造飞机。英国的DE Haivland公司将酚醛/缩醛胶黏剂（Redux-775）用于飞机金属结构件的胶接，并在二战中获得成功应用。20世纪40年代中后期，美国开发出丁腈/酚醛胶黏剂（Meltbond4021），其90℃剥离强度超过20kN/m，且韧性好。20世纪50年代，EP（环氧树脂）胶黏剂使航空结构胶的胶接技术取得了进一步发展，出现了第二代改性EP胶黏剂，并成功应用于无孔蜂窝结构。1963年美国将300架F-4飞机的有孔蜂窝结构全部改装为无孔蜂窝结构，并将当时新开发的环氧/聚酰胺胶黏剂广泛用于新机种中。由于175℃高温固化的结构胶容易引起铝合金的晶间腐蚀，1965年中温固化（120℃）环氧/丁腈结构胶（FM-123）研制成功；1968年抑制腐蚀底胶（BR-127）问世，使防腐蚀性能得到显著改善。

20世纪70年代中期，揭示了胶接结构的基本原理，建立了先进的胶接体系概念，并相继采用环氧/端羧丁腈、环氧/聚砜等耐久性结构胶制造各种飞机，取得了很大的突破。20世纪80年代，复合材料在飞机制造业中获得应用，如波音737-300飞机开始采用复合材料部分取代铝蜂窝结构。至20世纪后期，国外各机种的机身、尾翼等已大量采用了胶接结构，如：波音737（胶接数量210件，胶接面积400m ² ）；707（224m ² ）；747（3200m ² ）；F-111；C-141；C-5和HJY-86等用胶量约为数百平方米；L-100（2800m ² ），DC-10（2300m ² ），伊尔-86（340m ² ），A300（50件，586m ² ），A310（70件，631m ² ），F100（950m ² ）；B-58，F-28和三叉机等胶接面积约占全机60％～80％。

随着近代科学技术的快速发展，运载火箭、洲际导弹、航天飞机等空间运载工具以及飞机、汽车、船舶等交通工具都朝着质量轻、可靠性好、寿命长和能耗低等方向发展。这些新的设计理念对胶黏剂的性能提出了更高的要求，即胶黏剂既要具备良好的综合力学性能，还要具备足够的耐热性能。在飞机高速飞行过程中，蜂窝结构件外表面的局部温度可以达到260℃～316℃，其内部温度也可以达到200℃～260℃。由于铝合金的最高使用温度是180℃，故必须采用钛合金或碳纤维复合材料来制造蜂窝结构件。这种结构的设计要求胶黏剂除了具有耐高温性能外，还必须对钛合金、碳纤维复合材料等具有良好的粘接性能。因此，航空航天等高科技领域对结构胶综合性能的要求越来越高。

21世纪的民用飞机要求结构材料必须朝着低密度、高强度、高韧性、耐高温、抗氧化、抗腐蚀、抗疲劳以及隐身吸波性好等方向发展，而优良的航空用结构胶在制造满足上述要求的航空结构部件方面具有重要的作用。近年来飞机上所用胶黏剂的品种不断增多、数量不断增大，其中改性EP（环氧树脂）胶黏剂占68％，此外还包括改性PU（聚氨酯）、聚酰亚胺和双马来酰亚胺等胶黏剂。 WuAYi4ZN0Ev6OBxyFVDFO7SVBEcAM61g/VpxNhsvzBOR1mptJz3XgM+BwBp6/sAQ