复合材料夹层结构基本原理及芯材的力学性能和测试方法

1.4 胶粘剂的选用
    用于粘接面层和夹芯材料的胶粘剂要有足够的剪切强度和韧性，保证粘接层不先于芯材而破坏，才能把剪切应力从面层传递到芯材，最终保持夹层结构的整体性。另外，胶粘剂不能与芯材或面层发生化学反应，其固化成型温度不能影响芯材和面层的性能。
2、夹芯材料基本力学性能
    前面提到，只有剪切性能高的芯村才适用于复合材料夹层结构。市场最常用的是硬质泡沫塑料和balsa轻木。总体来说，轻木力学性能高，但离散性大，由于来自特定地区的天然木材， 产量有一定限制；泡沫芯材力学性能一般低于轻木，但性能十分稳定，且可以随市场需求不断的提高产量。另外，作为结构芯材的还有各类蜂窝，玻璃钢梯形板等。
2.1 泡沫芯材  
    目前，市场上常用的泡沫芯材主要有PVC、PET、PEI、PMI、SAN等，目前在复合材料夹层结构中应用最多的是PVC泡沫芯材。Airex公司的C70系列PVC泡沫为市场主流PVC产品，密度范围从40～200 kg／m3，以此为例来说明其基本力学性能。
    本文对Airex公司C70系列PVC泡沫的压缩强度、压缩模量，剪切强度、剪切模量，拉伸强度和拉伸模量等力学性能与密度的关系进行了分析。表1为此PVC泡沫系列产品的力学性能数据。

    把表1中的数据制成散点图，即图5，从中可以直观的看出各力学性能与密度的关系。经线性模拟后发现，线性相关系数非常高，R2值均超过了0.99，证实了这类泡沐芯材的力学性能与密度基本成正比。图6和图7分别列举了压缩模量和剪切强度的线性模拟方程及其R2值。