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膠粘劑物性測試簡介

更新時間:2024-10-24      點擊次數:687
  膠粘劑是一種能夠將兩種或多種材料牢固結合在一起的物質。 膠粘劑種類非常多,按照特性分類一般有熱熔膠、環氧膠電子膠、UV固化膠、聚氨酯膠、硅膠等,它們都是高分子材料合成的聚合物,在航空、化工、建材和醫療等領域都有應用。
  膠粘劑是一種具備粘合特性的高分子材料,通過粘附性和內聚力將兩種物體表面粘合連接,固化后具備足夠的強度。為了膠粘劑的可靠性和性能驗證,對其力學性能進行測試不可少的,本文從兩個方面(粘接強度與流動特性)介紹幾種常見的力學測試。
  ◆ 粘接強度
  粘接強度是膠粘體系破壞時所需要的應力,其大小不僅取決于粘合力、膠粘劑的力學性能、被粘物的性質、粘接工藝,而且還與接頭形式、受力情況、環境因素等有關。根據粘接接頭受力情況不同,粘接強度具體可以分為剪切、拉伸、剝離、疲勞等。
  1)剪切強度
  剪切強度是指粘接件破壞時,單位粘接面所能承受的剪切力,其單位用兆帕(MPa)表示。按測試時的受力方式又分為拉伸剪切、壓縮剪切、扭轉剪切和彎曲剪切。
  2)拉伸強度
  拉伸強度又稱均勻扯離強度、正拉強度,是指粘接受力破壞時,單位面積所承受的拉伸力,單位用兆帕(MPa)表示。
  3)剝離強度
  剝離強度是在規定的剝離條件下,使粘接件分離時單位寬度所能承受的最大載荷,其單位用kN/m表示。剝離的形式包括90°剝離、180°剝離、T型剝離和曲面剝離。90°剝離和180°適合于剛性材料和撓性材料粘接的剝離,T型剝離用于兩種撓性材料粘接時的剝離。
  4)疲勞強度
  疲勞強度是指對粘接接頭重復施加一定載荷至規定次數不引起破壞的最大應力。一般把在10次(可設定,依據材料特性而定)的疲勞強度稱為疲勞強度極限。
 
  ◆ 流變特性
 
  膠粘劑配方的設計和性能驗證需要表面化學、流變學、破壞力學和結構設計的配合。流變學已被應用于模擬膠粘劑涂刷、壓延和壓出等應用工藝中的行為,模擬膠粘劑的固化與表征鍵合的性能。
  膠粘劑的流變性參數由流變儀來測量,流變儀由扭矩傳感器、馬達、轉子和控制系統等構成。 依據樣品的不同,可選用不同的轉子和測試方法,常見轉子包括圓筒,錐板和平板等,常見的測試方法有:流動曲線、屈服應力、觸變性等。
  1)流動曲線測試
  流動曲線為不同的剪切速率下樣品的粘度,剪切速率的概念是表征工藝過程或手段對樣品造成的剪切有多大,大多數樣品都是具有剪切變稀特性。
  2)屈服應力測試
  屈服應力測試是力和形變的曲線,在一定力的作用下,樣品的形變過程,如果說形變突然變大,那說明樣品已經屈服。屈服應力在實際應用中較為常見,如硅硐膠屈服應力即表征為用多大的力從管里擠出。
  3)觸變性測試
  觸變性是膠粘劑的重要特性,可理解為時間與粘度的關系。實驗過程中,先施加一個比較低的剪切,模擬靜止狀態下的行為,突然一個加速,模擬使用狀態下的行為,粘度的狀態一般都會減低,再回到低剪切的狀態看它黏度的變化過程。這三個階段就是分別模擬靜止、使用、再撤掉力恢復狀態的過程。
  4)黏溫特性測試
  黏溫特性是黏度與溫度變化的相關測試,黏度的變化過程是隨著溫度的提升黏度是變化的。
 
  膠粘劑在使用過程中,受環境影響(如溫度、濕度等)和外力作用(應力集中和疲勞)等條件的影響,會加速材料的老化失效,可通過改善分子設計(調整分子量和熱穩定性)和化學改性方法(接枝、共聚、交聯和共混等),進一步優化其機械性能和化學穩定性。
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