膠粘劑的檢驗

1、第11章 膠粘劑的檢驗 膠粘劑是通過粘合作用使被粘物結合在一起的物質，是一類重要的精細化學品。膠粘劑同粘合對象金屬、木材、橡膠等相比，雖然消費量小，但其社會效益和經濟效益卻非常的大。膠粘劑無論是自產自用還是作為產品出售，均應在生產過程中和出廠時進行檢驗，看其各種性能指標是否達到標準要求，以保證自身產品質量和保證所粘接產品的質量。 11.1 膠粘劑的理化性能測試 外觀的測定外觀是指色澤、狀態(tài)、宏觀均勻性、機械雜質等，它可在一定程度上直觀地反映膠粘劑的品質。l、儀器試管：內徑（18±1）mm，長150 mm。2、操作步驟將試樣20 mL倒入干燥潔凈的試管內，靜置5 min，用眼睛在天然散

2、射光或日光燈下對光觀察。試驗應在（25±1）下進行。3、注意事項如溫度低于10 ，發(fā)現(xiàn)試樣產生異狀時，允許用水浴加熱到（4050）、保持5 min后，然后冷卻到（25±l），再保持5 min后進行外觀的測定。4、外觀觀察項目顏色、透明度、分層現(xiàn)象、機械雜質、浮油凝聚體。 密度的測定密度能反映膠粘劑混合的均勻程度，是計算膠粘劑涂布量的依據(jù)。實際生產中，常用密度計、密度瓶、韋氏天平、重量杯和簡易法測定膠粘劑的密度。密度計、密度瓶、韋氏天平測定密度的方法在本書第2章2.1中已進行詳細介紹，在此只介紹重量杯法和簡易法。1重量杯法重量杯法是用37.00 mL的重量杯測定液態(tài)膠粘劑及其

3、組分密度的方法。它適用于液態(tài)膠粘劑密度的測定，特別適用于粘度較高或組分揮發(fā)性較大、不宜用密度瓶法測定密度的液態(tài)膠粘劑。（1）方法原理用20下容量為37.00 mL的重量杯所盛液態(tài)膠粘劑的質量除以37.00 mL，即可得到膠粘劑的密度。（2）儀器和設備1）重量杯。20下容量為37.00 mL的金屬杯。2）恒溫水浴或恒溫室。能保持（23±l）。3）天平。感量為0.001 g。4）溫度計。（050），分度為1。（3）測定步驟1）準備足以進行3次測定用的膠粘劑樣品。2）用揮發(fā)性溶劑清洗重量杯并干燥之。3）在25以下把攪拌均勻的膠粘劑試樣裝滿重量杯，然后將蓋子蓋緊，并使溢流口保持開啟。隨即用揮

4、發(fā)性溶劑擦去溢出物。4）將盛有膠粘劑試樣的重量杯置于恒溫水浴或恒溫室，使試樣恒溫至（23±l）。5）用熔劑擦去溢出物，然后用重量杯的配對砝碼稱重裝有試樣的重量杯，精確至0.001 g。6）每個膠粘劑樣品測試3次，以3次數(shù)據(jù)的算術平均值作為試驗結果。（4）結果計算液態(tài)膠粘劑的密度按式（11-1）計算。（）(37 cm3)（11-1）式中：液態(tài)膠粘劑的密度；空重量杯的質量；裝滿試樣的重量杯質量；2簡易法簡易法就是利用醫(yī)用注射器測量密度。對于易流動的液態(tài)膠粘劑選用粗針頭，對于難流動的膏狀物可不用針頭。（1）儀器和設備1）醫(yī)用注射器。（1530）mL。2）恒溫水浴。精度0.1 。3）天平。感

5、量為0.001 g。4）溫度計。100 ，分度為0.1 。5）恒溫烘箱。（2）測定步驟取醫(yī)用注射器1支，裝滿鉻硫酸洗液，放置（56）h，水洗，再用無水乙醇洗，然后干燥，精確稱出質量1。于注射器內裝滿測試溫度范圍的蒸餾水，排除空氣泡，保持一定體積，稱出質量2。將注射器的蒸餾水倒出，并烘干，再用欲測的膠粘劑洗（12）次，與裝蒸餾水同樣的條件裝滿膠粘劑，排除氣泡，稱得質量3。連續(xù)測定3次，取平均值。（3）結果計算液態(tài)膠粘劑的密度按式（11-2）計算。（31）（21）（11-2） 粘度的測定粘度是表征膠粘劑質量的重要指標之一，粘度直接影響流動性和粘接強度，決定著施膠的工藝方法。膠粘劑粘度大小與樹脂反應

6、終點控制有直接關系，過早的停止反應，粘度就小。反應時間過長，粘度就大。脫水樹脂的粘度又與脫水量多少有關，脫水量愈多，粘度就愈大。此外，粘度大小還和溫度成反比例關系，同一種膠由于使用時溫度不同，使用時的粘度也不同。不同的膠接制品對粘度有不同要求，如刨花板用膠要求粘度較小，以便于施膠。粘度太大易造成施膠不勻，影響膠接質量，而細木板則要求粘度大一些，粘度太小容易滲透造成表面缺膠。所以對不同膠合制品和不同加工工藝應有不同的粘度要求。膠粘劑粘度的測定常用的方法是旋轉粘度計法和粘度杯法。這兩種方法在本書第2章2.10進行了詳細介紹，在此就不詳述了。H值的測定在氨基樹脂等膠粘劑中，pH值是一項很重要的質量指

7、標，因為它關系到樹脂的貯存穩(wěn)定性并影響到固化時間。氨基樹脂在酸性介質中反應速度較快，在中性介質中比較穩(wěn)定，所以脲醛樹脂最后將成品pH值調至78；三聚氰胺-甲醛樹脂在微堿性介質中比較穩(wěn)定，所以最后成品pH值調至8.59.5。pH值的測定方法常用酸度計法、試紙法和比色液法。其中酸度計法已在第2章2.8中進行了詳細介紹，pH試紙測定pH值，方法簡單、使用方便，但當被測液顏色較深時誤差較大。用比色的方法可以克服這一缺點。比色法在國內一般有兩種方法：一是用混合指示劑，其測定方法是在小試管內裝入被測液至刻度線。加2滴混合指示液，振動均勻后，觀察其顏色，確定pH值，如表11-1所示。表11-1 混合指示液顯

8、色范圍pH值 7.6 7.0 6.5 6.0 5.65.7 5.5 5.25.4 5.0色澤 藍色 綠色 橄欖綠色 黃色 橙黃色 橙黃-紅色 紅-橙黃 紅色另一種是萬能指示劑，測定方法與上述方法相詞，只是用比色板或標準比色管比色確定pH值?；旌现甘緞┑呐渲疲?.125g甲基紅和0.4g溴麝香草酚藍，溶于150mL乙醇中。 固體含量的測定固體含量是膠粘劑中非揮發(fā)性物質的含量，以質量分數(shù)表示。固體含量是產生粘接強度的根本因素，也是膠粘劑的一項重要指標。測定固體含量可以了解膠粘劑的配方是否正確，性能是否可靠。不同膠粘劑對固體含量要求亦有所不同，如膠合板用膠，一般調膠時要加填料，因此固體含量亦可低些；

9、刨花板熱壓時溫度高、時間短、拌膠后的刨花揮發(fā)物含量亦高，就要求固體含量高。否則容易鼓包開膠。此外還要與被粘材料含水率配合起來考慮。被粘材料含水率低，固體含量可要求低一些。固體含量一般采用烘干法進行測定。另外，工廠作為產品中間質量控制和最后成品檢驗，經常也采用測定樹脂的折光率來檢驗固體含量。在此介紹烘干法。1測定原理測定膠粘劑的固體含量是使試樣在一定溫度下加熱一定時間后，以加熱后試樣質量與加熱前試樣質量的比值表示。2儀器（1）烘箱：溫度波動不大于±2 。（2）稱量容器：直徑50 mm，高度30 mm的稱量瓶或鋁箔。（3）干燥器：裝有變色硅膠的干燥器。（4）分析天平。（5）溫度計：（01

10、50）。3操作步驟在預先干燥至質量恒定的稱量瓶中，用分析天平稱取適量試樣（準確至0.00l g）。將稱量瓶放入恒定溫度的真空烘箱內，按表11-2規(guī)定的干燥條件干燥，然后取出放入干燥器內，冷卻20 min，稱量。表11-2 試樣干燥條件膠粘劑種類 試樣重 /g 干燥溫度 / 干燥時間 /min 脲醛、三聚氰胺 1.5 105±2 180 酚醛樹脂 1.5 135±2 60 其他膠粘劑 1.0 105±2 180 4結果計算固體含量的質量分數(shù)w按式（11-3）計算： （11-3）式中：m稱量瓶與干燥后樹脂的質量；m1稱量瓶的質量；m2稱量瓶與干燥前樹脂的質量。 適用期

11、的測定適用期也稱為使用期或可使用時間，即配制后的膠粘劑能維持其可用性的時間。適用期是化學反應型膠粘劑和雙液型橡膠膠粘劑的重要工藝指標，對于膠粘劑的配制量和施工時間很有指導意義。1測定原理化學反應型膠粘劑一般在混合后便放熱，其粘度顯著增長而至凝膠，這段時間即為膠粘劑適用期。2、儀器（1）恒溫水?。簻囟炔▌硬淮笥?#177;2 。（2）旋轉粘度計。（3）天平：感量0.1 g。3操作步驟（1）把待測膠粘劑的各組分放置在（23±2）試驗溫度下至少停放4 h。（2）在比配膠量大1/3體積的燒杯中，按膠粘劑配制使用說明書配制不少于250 mL的膠粘劑，在各組分充分混合后即計時，作為膠粘劑適用期的

12、起始時刻。（3）把配制好的膠粘劑盡快地均分成若干份（不少于5份），保存在60 mL的帶蓋小容器內，至少充滿容器體積的3/4。每一容器中的膠粘劑試樣供測定一個粘度值和制備一組膠接試樣。膠接試樣的制備按膠粘劑使用說明書規(guī)定進行。（4）從適用期起始時刻起，經一定的時間間隔重復進行粘度和膠接強度測定。（5）當膠粘劑初始粘度或膠接強度有一項無法測定時，允許只進行單項測定。4膠粘劑適用期的確定試驗后，將膠粘劑粘度和膠接強度對時間作圖，以粘度迅速突變上升的時間和膠接強度下降到指標值以下的時間中較短的時間確定為膠粘劑的適用期。對于混合時放熱量較大的膠粘劑，其一次混合物量一般以25 g為宜。對于放熱量較小的溶劑

13、型膠粘劑，若它的近似適用期約為8 h，則混合物量以500 mL為宜。試驗結果以小時（h）或分（min）表示。 固化時間的測定固化時間即在規(guī)定的溫度壓力條件下，裝配件中膠粘劑固化所需的時間。這里是指樹脂本身的固化時間。對固化時間的要求與適用期正好相反。固化快，可縮短熱壓時間，提高生產效率，因此固化時間短些有利。1測定原理本方法適用于酚醛樹脂固化時間的測定。酚醛樹脂固化時間是指樹脂加入固化劑后在100 的沸水中，從樹脂放入開始到樹脂固化所需要的時間，以s計。2儀器裝置（1）平底或圓底短頸瓶：1000 mL。（2）試管：直徑18 mm，長150 mm。（3）攪拌棒。 圖11-1 樹脂固化時間測定裝置

14、（4）鐵絲：直徑2 mm，長300 mm。 1-試管；2-攪拌棒；3-短頸燒瓶3試劑 氯化銨：分析純。 4操作步驟稱取50 g試樣放入100 mL燒杯中，在燒杯中加入相當于樹脂固體含量1.7 %的氯化銨溶液，攪拌均勻后，立即取出試樣2 g，放入試管中（注意不要使試樣粘在管壁上），插入攪拌棒，將試管放入有沸水的短頸燒瓶中。瓶中沸水的水面，比試管中的試樣液面要高出20 mm，在不斷攪拌下，試樣逐漸硬化。當試樣放入燒瓶中時，即開始按動秒表，直到攪拌棒突然不能提起的瞬間停止秒表，記錄時間。平行測定三次，取其平均值。平行測定結果之差不超過2 s。氯化銨用量m(NH4Cl)按式（11-4）計算：m（NH4

15、Cl） = m0××K （11-4）式中：m0樹脂質量；樹脂固體質量分數(shù)；Klg干樹脂的氯化銨加入的質量，一般為0.017。 貯存期的測定膠粘劑貯存期是在一定條件下，膠粘劑仍能保持其操作性能和規(guī)定強度的存放時間。這是膠粘劑研制、生產和儲存時必須考慮的重要問題，是膠粘劑質量的一項重要指標。否則，儲存期過短，使用前就已經報廢，將造成很大的損失和浪費。膠粘劑儲存期通常是指在存放一定時間后觀察外觀和涂布以測定粘度和強度不發(fā)生變化的時間，這需要自然放置3個月、6個月、12個月，很不經濟，因此也可采用熱老化加速方式進行測定。1熱老化法（1）測定原理在加熱條件下，通過測量膠粘劑加熱前后的

16、粘度和膠接強度變化。如在規(guī)定時間內，粘度和膠合強度變化率小，則說明被測定的膠粘劑可達到預定的儲存期。本方法適用于酚醛、脲醛及三聚氰胺甲醛樹脂貯存穩(wěn)定性的測定。（2）儀器1）恒溫水??；2）試管（直徑18 mm，長150 mm）。（3）測定步驟膠粘劑試樣在進行初始粘度與膠合強度測定后，分別稱取試樣10 g于試管中與試樣100 g放入三角燒瓶中。按表11-3所規(guī)定的溫度，將試管和三角燒瓶同時放人恒溫水浴中，試樣的液面應在水浴液面下20 mm處，記下開始時間。約10 min后，蓋緊塞子，每小時取出試管觀察一次試樣的流動性。三角燒瓶中試樣按表中條件處理完畢，取出冷卻至20 ，測定粘度及膠合強度，計算出粘

17、度和膠合強度變化率。表11-3 貯存穩(wěn)定性試驗條件膠種 處理溫度（） 處理時間（h）氨基樹脂膠粘劑 70±2 10酚醛樹脂膠粘劑 60±2 15儲存穩(wěn)定性試驗按表11-3規(guī)定條件進行處理，如達到規(guī)定時間，粘度和強度變化率小，則相當于密封包裝在室溫下20 左右的膠粘劑在太陽不直接照射處貯存100天。（4）測定結果計算樹脂粘度變化率按式（11-5）計算： （11-5）式中：粘度變化率；貯存后的粘度； 0一一貯存前的粘度。膠接強度變化率按式（11-6）計算： （11-6）式中：j膠接強度變化率； 貯存后的膠接強度； 0貯存前的膠接強度。2常溫法（1）測定原理通過測量膠粘劑儲存前后

18、的粘度和膠接強度的變化，達到測定儲存期的目的。（2）儀器設備1）恒溫器（室）。溫度波動范圍不大于±2 。2）容器。有蓋的玻璃瓶，塑料瓶或鍍鋅鐵罐。3）天平。感量0.1 g.（3）測定步驟1）從剛生產的膠粘劑中取出不少于3 kg的樣品，分裝于500 mL的有蓋容器中，密閉待測（若試樣包裝小于500 mL，可不必分裝）。2）將密閉待測的試樣存放于（23±2）的恒溫箱中。3）將其中一個已分裝試樣的容器，在存放開始時立即置于試樣測定條件下，即（23±2）下，至少4 h。4）按膠粘劑配制說明書配制膠粘劑，測定膠粘劑的粘度。5）按膠粘劑配制說明書的規(guī)定制備膠接試樣，并測定膠粘

19、劑的膠接強度。6）在存放期間，以一定的時間間隔，分別取已分裝的試樣，按以上步驟進行操作（至少2次）。（4）測定結果測定結果以膠粘劑仍能保持其操作性能和規(guī)定強度的最長存放時間，為儲存期的極限值，以時間單位表示。 熱熔膠軟化點的測定熱熔膠軟化點是熱熔膠表征質量和工藝的性能指標，按GB/T 15332-94進行測定。1測定原理把確定質量的鋼球置于填滿試樣的金屬環(huán)上，在規(guī)定的升溫條件下，鋼球進入試樣，從一定的高度下落，當鋼球觸及底層金屬擋板時的溫度，視為軟化點。2儀器和傳熱介質（1）軟化點測定裝置：如圖11-2所示，其中鋼球直徑為9.53 mm，質量為（3.50±0.05）g；燒杯容量約為8

20、00 mL，直徑90 mm，高度不小于140 mm。（2）瓷板：應光潔。（3）瓷坩堝：容量為50 mL。（4）傳熱介質：應不與被測試樣起反應，如使用水浴、甘油浴或硅油浴。圖11-2 軟化點測定器裝置1試樣杯；2環(huán)架；3鋼球；4溫度計；5燒杯；6鋼球定位環(huán)；7金屬平板；8環(huán)架金屬板3試樣制備取一定量的實驗室樣品放在瓷坩堝內，然后將瓷坩堝置于適當?shù)膫鳠峤橘|中。加熱樣品至熔化，記錄開始熔化的溫度。繼續(xù)加熱使其完全熔化，直至其溫度超過開始熔化的溫度（2550）。在熔化和升溫的整個階段應攪動試樣，使其完全成為均勻且無氣泡的液體。另外，把試樣環(huán)加熱到與熔化試樣相同的溫度，再將其放在瓷板上，為避免與其粘合，

21、瓷板可稍微涂些甘油或硅油。用足夠量的熔化的試樣填滿試樣環(huán)，使其在冷卻之后稍有多余部分。在空氣中冷卻30 min，然后用稍加熱的刀除去多余試樣。4測定步驟準備好儀器，懸掛好溫度計，使溫度計的底部位于試樣環(huán)平面，并與兩環(huán)的距離相等，調節(jié)環(huán)架成水平狀。（1）軟化點溫度低于80 的試樣的測試用比估計溫度低10 的蒸餾水裝滿容器，要浸沒試樣環(huán)，水面應高出試樣環(huán)50 mm，在恒溫的水浴中，這一溫度應保持15 min，用夾鉗把預先浸在水浴中達到同一溫度的鋼球放入鋼球定位環(huán)上。均勻升溫，升溫速度為（5±1）/min。加熱水浴溫度，直至鋼球穿到試樣環(huán)進入試料。凡是不按上述升溫速度加熱的所有試驗都無效。

22、當被試料包圍的鋼球觸及到環(huán)架的下承板時，要及時記錄溫度計所顯示出的溫度。在試驗過程中，如果試樣發(fā)生連續(xù)降解的話，則可充入惰性氣體或用其他方法進行測量。（2）軟化點溫度高于80 的試樣的測試軟化點溫度高于80 的試樣制備和操作方法與軟化點溫度低于80 的試樣測試相同，但要使用甘油浴或硅油浴進行加熱。5結果表示實驗結果用兩次測定溫度的平均值表示。 耐化學試劑性能的測定耐化學試劑性能按GB/T 13353-92進行測定。該方法利用膠粘劑膠接的金屬試樣在一定的試驗液體中、一定溫度下浸泡規(guī)定時間后，粘接強度的降低來衡量膠粘劑的耐化學試劑性能，適用于各種類型的膠粘劑。1測定原理按GB/T 2790-199

23、5、GB/T 2791-1995、GB/T 6328-1999、GB/T 6329-1996、GB/T 7122-1996、GB/T 7124-1986和GB/T 7749-1987膠粘劑強度測定方法的規(guī)定制備一批試樣，再將該批試樣任意分為兩組，一組試樣在一定溫度條件下浸泡在規(guī)定的試驗液體里，浸泡一定時間后測定其強度；另一組試樣在相同溫度條件的空氣中放置相同的時間后測定其強度。兩組強度值之差與在空氣中強度值的比值為膠粘劑耐化學試劑性能的強度變化率。2設備（1）使用所采用的測定方法中規(guī)定試驗機和夾具。（2）試驗容器在試樣浸泡期內應能密封，并能承受液體在試驗溫度時所產生的壓力和不受所使用液體的腐蝕

24、。3試樣根據(jù)所采用的測定方法確定試樣的形式、試樣制備要求和每組試樣個數(shù)。4試驗液體（1）礦物油中的芳香烴含量是造成膠粘劑溶脹的主要原因，在不同產地、不同批次的同種牌號的商品油中，芳香烴含量也可能不同，因此商品油不能直接用作試驗液體。（2）耐烴類潤滑油的溶脹性能試驗應在橡膠標準試驗油1號、2號、3號中選擇試驗液體，所選用的標準試驗油其苯胺點應最靠近商品油的苯胺點，橡膠標準試驗油應符合表11-4的有關規(guī)定。表11-4 橡膠標準試驗油理化性能項目理化性能指標1號2號3號苯胺點 /運動粘度 /m2·s1 （×106）閃點 /124±120±124393±

25、;320±224070±133±1163注：1號、2號試驗油運動粘度的測量溫度為99，3號試驗油為37.8。（3）橡膠標準試驗油的理化性能測定按GB/T 262-1988、GB/T 265-1988及GB/T 267-1988進行。（4）耐化學試劑試驗應采用產品使用時所接觸的同樣濃度的化學試劑。（5）蒸餾水。5試驗條件（1）在下列的推薦溫度選擇浸泡溫度：（23±2）、（27±2）、（40±1）、（50±1）、（70±1）、（85±1）、（100±1）、（125±2）、（150±

26、;2）、（175±2）、（200±2）、（225±3）、（250±3）。（2）在下列的推薦時間選擇浸泡時間：24 h，（7072）h，（168±2）h，168的倍數(shù)。（3）試驗液體體積應不少于試樣總體積的10倍，并確保試樣始終浸泡在試驗液體中。（4）試驗液體只限于使用1次。（5）試樣制備后的停放條件、試驗環(huán)境、試驗步驟、試驗結果的計算均應按使用的測定方法標準的規(guī)定。6測定步驟（1）把試驗液體倒入容器內，倒入的量應符合試驗條件的規(guī)定。（2）把1組試樣放入容器內，每個試樣沿容器壁放置。（3）合上容器蓋至完全密閉，做高溫試驗要先調節(jié)恒溫箱，使恒溫箱溫

27、度達到試驗條件5（1）中選定的溫度，將容器放入恒溫箱內再開始計時。（4）浸泡時間應符合試驗條件5（2）的規(guī)定。（5）室溫試驗時，每隔24 h輕輕晃動容器，使容器內各部分試驗液體的濃度保持一致。（6）達到規(guī)定時間后從容器中取出試樣，高溫試驗時，應先從恒溫箱內取出密閉容器，冷卻至室溫再取出試樣。（7）當試驗液體是橡膠標準試驗油時，用一合適有機溶劑洗凈試樣上的介質。（8）測定試樣的強度，并計算算術平均值。（9）在和（3）條相同溫度下，把另一組試樣在空氣中放置和（4）條相同的時間后，測定試樣的強度，并計算算術平均值。7結果計算膠粘劑耐化學試劑強度變化率按式（11-7）計算，計算結果精確到0.01。 （

28、11-7）式中：膠粘劑耐化學試劑強度變化率；0在空氣中放置后試樣強度的算術平均值；1經化學試劑浸泡后試樣強度的算術平均值。 游離醛含量的測定游離醛即樹脂制造中沒有參加反應的甲醛質量分數(shù)，這部分甲醛是游離狀態(tài)的。膠粘劑中游離醛含量高，固化快，但適用期短，給操作帶來不便并造成環(huán)境污染，危害人體健康。1、酚醛樹脂膠粘劑中游離甲醛的測定（l）測定原理膠粘劑中游離甲醛與鹽酸羥胺作用，生成等量的酸，然后以氫氧化鈉中和生成的酸。HCHO + NH2OH·HCl CH2=NOH + HCl + H2ONaOH + HCl NaCl + H2O（2）儀器實驗室一般儀器：燒杯、滴定管、酸度計。（3）試劑

29、與溶液1）鹽酸羥胺溶液：稱取10 g鹽酸羥胺溶于90 mL蒸餾水中。2）溴酚藍指示劑：（溴酚藍）=0.1 %。3）氫氧化鈉標準溶液：c（NaOH） = 0.1 mol/L。（4）操作步驟稱取試樣2 g（準確至0.0001 g）于一150 mL燒杯中，加50 mL蒸餾水（如為醇溶性樹脂可加乙醇與水的混合溶劑或純乙醇溶解）及2滴溴酚藍指示劑。用0.1 mol/L鹽酸標準溶液滴定至終點（在酸度計上pH值等于4.0）時，吸入10 鹽酸羥胺溶液10 mL，在（2025）下放置10 min，然后以0.1 mol/L氫氧化鈉標準溶液滴定至pH值等于4.0時為終點。同時以50mL蒸餾水或者乙醇與水（或純乙醇）

30、作溶劑代替試液進行空白試驗。（5）計算膠粘劑中游離甲醛質量分數(shù)按式（11-8）計算： （11-8）式中：w膠粘劑中游離甲醛質量分數(shù)；V1滴定試樣所消耗氫氧化鈉標準溶液的體積；V2空白試驗所消耗氫氧化鈉標準溶液的體積；c氫氧化鈉標準溶液的實際濃度；(HCHO)甲醛的摩爾質量，(HCHO)0.03003 kg/mol；m試樣質量。2、氨基樹脂游離甲醛的測定（l）原理在樣品中加入氯化銨溶液和一定量的氫氧化鈉，使生成的氫氧化銨和樹脂中甲醛反應，生成六次甲基四胺，再用鹽酸滴定剩余的氫氧化銨。NH4Cl + NaOH NaCl + NH4OH6 HCHO + 4 NH4OH (CH2) 6N4 + 10H

31、2ONH4OH + HCl NH4Cl + H2O（2）儀器實驗室一般儀器：碘瓶、滴定管。（3）試劑與溶液1）甲基紅-甲基藍混合指示劑：兩份0.l %甲基紅乙醇溶液與一份0.l 次甲基藍溶液混合2）溴甲酚綠-甲基紅混合指示劑：三份0.l 溴甲酚綠乙醇溶液與一份0.2 甲基紅乙醇溶液混合。3）氯化銨溶液：=10 。稱取10 g氯化銨溶解于90 mL蒸餾水中4）氫氧化鈉溶液：c=1 mol/L5）鹽酸標準溶液：c=1 mol/L。（4）操作步驟稱取試樣5 g（準確至0.0001 g）于250 mL碘瓶中，加入50 mL蒸餾水溶解（若樣品不溶解于水，可用適當比例的乙醇與水混合溶劑溶解，空白試驗條件相

32、同），加入甲基紅-甲基藍混合指示劑（810）滴，如樹脂不是中性，應用酸或堿滴定至溶液為灰青色，加入10 mL氯化銨溶液，搖勻，立即用吸管加入氫氧化鈉溶液1 mL，充分搖勻，蓋緊瓶塞。在（2025）下放置30 min，用鹽酸標準溶液進行滴定，溶液顏色變化的順序為綠色灰青色紅紫色，以灰青色為終點。同時進行空白試驗。注意在放置過程中塞緊瓶塞，用水封口以防氨的逃逸。（5）計算膠粘劑中游離甲醛質量分數(shù)w按式（11-9）計算。 （11-9）式中：w膠粘劑中游離甲醛質量分數(shù)； c鹽酸標準溶液的實際濃度； V1空白試驗所消耗鹽酸標準溶液； V2滴定試樣所消耗鹽酸標準溶液；(HCHO)甲醛的摩爾質量，(HCHO

33、)0.03003 kg/mol；m試樣質量。 游離酚含量測定游離酚是指酚醛樹脂膠粘劑中沒有參加反應的苯酚質量分數(shù)。游離酚含量高，樹脂貯存穩(wěn)定性好，但由此會造成空氣污染和對人體健康的嚴重危害，并使樹脂收率降低，成本增高。1游離酚含量在1以上時的測定方法（l）測定原理膠粘劑中未作用的苯酚，用水蒸氣蒸餾與水一起餾出，用溴量法測定，其反應如下：5KBr + KBrO3 + 6HCl 3Br2 + 6KCl + 3H2OC6H5OH + 3Br2 HOC6H2Br3 + 3HBrBr2 + 2KI 2KBr + I2I2 + 2Na2S2O3 NaI + Na2S4O6（2）儀器1）蒸餾裝置。如圖11-

34、3所示。2）實驗室一般玻璃儀器，如燒瓶、滴定管、燒杯等。圖11-3 測定游離苯酚裝置1-電爐；2-水蒸氣發(fā)生器；3-安全導管；6-圓底燒瓶；5-試樣；6-支架；7-冷凝器；8-容量瓶（3）試劑與溶液1）碘化鉀、鹽酸、乙醇，均為分析純；2）溴酸鉀-溴化鉀溶液：稱取2.8 g溴酸鉀（化學純）和l0 g溴化鉀（化學純），用適量蒸餾水溶解，稀釋至1000 mL；3）淀粉指示劑：（淀粉）=0.5 。稱取1 g可溶性淀粉，加l0 mL水，攪拌下注入200 mL沸水中，再微沸2 min，放置待用（使用前制備）；4）硫代硫酸鈉標準溶液：c=0.1 mol/L。（4）操作步驟在分析天平上稱取試樣2 g（準確至0

35、.000 1 g），置于1000 mL圓底燒瓶中，以20 mL蒸餾水溶解（如果試樣為醇溶性固體樹脂，則稱取1 g試樣置于燒瓶內，加入25 mL乙醇，搖動使樹脂完全溶解），然后連接蒸汽發(fā)生器、冷卻器及容量瓶。開始蒸餾，要求在（4050）min內蒸餾液達到500 mL，取一滴蒸餾液滴入少許飽和溴水中，如果不發(fā)生渾濁即停止蒸餾。取下容量瓶加蒸餾水稀釋至1000 mL。用吸管吸取50 mL蒸餾液于500 mL碘量瓶中，然后用吸管加入25 mL溴酸鉀-溴化鉀溶液和5 mL濃鹽酸。迅速蓋上瓶塞用水封瓶口，再放置暗處15 min。然后加入1.8 g固體碘化鉀，用少許蒸餾水沖洗瓶口，再放置暗處10 min。用

36、硫代硫酸鈉標準溶液滴定至淡黃色時，加3 mL淀粉指示劑繼續(xù)滴定至藍色消失，即為終點。同時進行空白試驗。（5）計算膠粘劑中游離酚質量分數(shù)w按式（11-10）計算： （11-10）式中：w膠粘劑中游離苯酚質量分數(shù)；V1空白試驗所消耗硫代硫酸鈉標準溶液；V2滴定試樣所消耗硫代硫酸鈉標準溶液；c硫代硫酸鈉溶液的實際濃度；m試樣質量。M(1/6C6H5OH)1/6C6H5OH的摩爾質量，M(1/6C6H5OH) = 0.01568 kg/mol；2游離酚含量在l以下時的測定方法（1）方法原理苯酚含量在l 以下時，用一般容量分析法測定，準確性差。因此，應用分光光度計法，測定樣品的吸光度，從而測出該物質的含

37、量，是一種快速、靈敏、操作簡便的方法。（2）儀器1）分光光度計。2）實驗室一般儀器，如容量瓶等。（3）試劑和溶液1）氨基安替比林溶液：=2 %。稱取2 g氨基安替比林溶于蒸餾水中，稀釋至l00 mL（當日配制）。2）鐵氰化鉀溶液：=2 %。稱取2 g鐵氰化鉀溶于蒸餾水中稀釋至100 mL（允許使用一星期）；3）氨水溶液：c = 2 mol/L。量取100 mL 25 %的氨水，用蒸餾水稀釋至375 mL；4）苯酚：優(yōu)級純。（4）測定步驟1）標準曲線的繪制取苯酚50 mg，用水溶解于500 mL容量瓶中并稀釋至刻度，制成=0.1 g/L濃度的標準溶液。取50 mL容量瓶10個，分別加入l mL、

38、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL、7 mL、8 mL、9 mL、10 mL標準溶液，加蒸餾水稀釋至刻度。然后分別加入1 mL氨水溶液、0.5 mL 6-氨基安替比林及1 mL 鐵氰化鉀溶液，搖勻。5 min后在分光光度計上520 nm處，用厚度為1 cm的比色皿測定其吸光度值。同時用未加標準溶液的試劑溶液做空白試驗。用所得到的吸光度值和各自的標準溶液濃度，繪制成縱坐標為吸光度值、橫坐標為苯酚標準溶液中苯酚質量的線性標準曲線。2）試樣測定稱取試樣2 g，用水蒸氣蒸餾法制得蒸餾液，并將蒸餾液稀釋至1000 mL。吸取50 mL，放入100 mL三角瓶中，加1mL 氨水溶液、0.5

39、mL 6-氨基安替比林及1 mL鐵氰化鉀溶液。攪拌5 min后，按繪制標準曲線的標準溶液測定條件，測定其吸光度值。試驗結果取兩次測定的平均值。（6）計算膠粘劑中游離苯酚質量分數(shù)w按式（11-11）計算。 ×20 （11-11）式中：w膠粘劑中游離苯酚質量分數(shù)；根據(jù)標準曲線查得的該吸光度值所對應的苯酚質量； m試樣質量。11.2 粘接強度的檢驗評價粘接質量最常用的方法就是測定粘接強度。表征膠粘劑性能往往都要給出強度數(shù)據(jù)，粘接強度是膠粘技術當中一項重要指標，對于選用膠粘劑、研制新膠種、進行接頭設計、改進粘接工藝、正確應用膠粘結構很有指導意義。粘接強度是指膠粘體系破壞時所需要的應力，目前主

40、要是通過破壞試驗測得的，當然還有無損檢驗的方法，只是目前還不很成熟。了解粘接強度的基本概念、熟悉膠粘破壞的一般類型、研究膠粘強度的影響因素、學會粘接強度的測定方法，對于掌握和運用膠粘技術是很有必要的。 粘接強度的基本概念膠粘結構在使用時，總是要求具有最佳的力學性能，目前評定膠粘體系力學性能優(yōu)劣的主要指標是粘接強度，研究粘接強度有著重要的理論和實際意義。1粘接強度粘接強度是指在外力作用下，使膠粘件中的膠粘劑與被粘物界面或其鄰近處發(fā)生破壞所需要的應力，粘接強度又稱為膠接強度。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

41、力情況（種類、大小、方向、頻率）、環(huán)境因素（溫度、濕度、壓力、介質）和測試條件、實驗技術等有關。由此可見，粘合力只是決定粘接強度的重要因素之一，所以粘接強度和粘合力是兩個意義完全不同的概念，絕不能混為一談。2粘接接頭的受力形式粘接接頭在外力作用下膠層所受到的力，可以歸納為剪切、拉伸、不均勻扯離和剝離4種形式，見圖11-4所示。圖11-4 粘接接頭的受力類型（1）剪切。外力大小相等、方向相反，基本與粘接面平行，并均勻分布在整個粘接面上。（2）拉伸。亦稱均勻扯離，受到方向相反拉力的作用，垂直于粘接面，并均勻分布在整個粘接面上。（3）不均勻扯離。也叫劈裂，外力作用的方向雖然也垂直于粘接面，但是分布不

42、均勻。（4）剝離。外力作用的方向與粘接面成一定角度，基本分布在粘接面的一條直線上上述4種力，在同一膠粘體系中很有可能有幾種力同時存在，只是何者為主的問題。3粘接強度的分類根據(jù)粘接接頭受力情況不同，粘接強度具體可以分為剪切強度、拉伸強度、不均勻扯離強度、剝離強度、壓縮強度、沖擊強度、彎曲強度、扭轉強度、疲勞強度、抗蠕變強度等。（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。剪切強度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強度等。不同性能的膠粘劑，剪切強度亦不同，在一般情況下，韌性膠粘劑比柔性膠粘劑的剪切強度大。大量試驗表明，膠

43、層厚度越薄，剪切強度越高。測試條件影響最大的是環(huán)境溫度和試驗速度，隨著溫度升高剪切強度下降，隨著試驗速度的減慢剪切強度降低，這說明溫度和速度具有等效關系，即提高測試溫度相當于降低加載速度。（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。 因為拉伸比剪切受力均勻得多，所以一般膠粘劑的拉伸強度都比剪切強度高得很多。在實際測定時，試件在外力作用下，由于膠粘劑的變形比被粘物大，加之外力作用的不同軸性，很可能產生剪切，也會有橫向壓縮，因此，在扯斷時就可能出現(xiàn)同時斷裂。若能增加試樣的長度和減小粘接面積，便可降低扯斷時剝離的影響，使應

44、力作用分布更為均勻。彈性模量、膠層厚度、試驗溫度和加載速度對拉伸強度的影響基本與剪切強度相似。（3）剝離強度剝離強度是在規(guī)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。剝離的形式多種多樣，一般可分為L型剝離、U型剝離、T型剝離和曲面剝離，如圖11-5所示。圖11-5 剝離的幾種形式隨著剝離角的改變，剝離形式也變化。當剝離角小于或等于90º時為L型剝離，大于90º或等于180º時為U型剝離。這兩種形式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。剝離強度受試件寬度和厚度、膠層厚度、剝離強度、剝離角度等因素

45、影響。（4）不均勻扯離強度 不均勻扯離強度表示粘接接頭受到不均勻扯離力作用時所能承受的最大載荷，因為載荷多集中于膠層的兩個邊緣或一個邊緣上，故是單位長度而不是單位面積受力，單位是kN/m。（5）沖擊強度 沖擊強度意指粘接件承受沖擊載荷而破壞時，單位粘接面積所消耗的最大功，單位為kJ/m2。 按照接頭形式和受力方式的不同，沖擊強度又分為彎曲沖擊、壓縮剪切沖擊、拉伸剪切沖擊、扭轉剪切沖擊和T型剝離沖擊強度等。 沖擊強度的大小受膠粘劑韌性、膠層厚度、被粘物種類、試件尺寸、沖擊角度、環(huán)境濕度、測試溫度等影響。膠粘劑的韌性越好，沖擊強度越高。當膠粘劑的模量較低時，沖擊強度隨膠層厚度的增加而提高。（6）持

46、久強度 持久強度就是粘接件長期經受靜載荷作用后，單位粘接面積所能承受的最大載荷，單位用兆帕（MPa）表示。 持久強度受加載應力和試驗溫度的影響，隨著加載應力和溫度的提高持久強度下降。 （7）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(guī)定次數(shù)不引起破壞的最大應力。一般把在10次時的疲勞強度稱為疲勞強度極限。 一般來說，剪切強度高的膠粘劑，其剝離、彎曲、沖擊等強度總是較低的；而剝離強度大的膠粘劑，它的沖擊、彎曲強度較高。不同類型的膠粘劑，各種強度特性也有很大差異。 拉伸剪切強度的測定方法1金屬與金屬粘接剪切強度的測試（1）原理試樣為單搭接結構，在試樣的搭接面上施加縱向拉伸剪切力，測定試樣能

47、承受的最大負荷。搭接面上的平均剪應力為膠粘劑的金屬對金屬搭接的拉伸剪切強度，單位為MPa。（2）裝置1）試驗機。使用的試驗機應使試樣的破壞負荷在滿標負荷的（1585）%之間。試驗機的力值示值誤差不應大于1 %。試驗機應配備一副自動調心的試樣夾持器，使力線與試樣中心線保持一致。試驗機應保證試樣夾持器的移動速度在 (5±1) mm/min內保持穩(wěn)定。2）量具。測量試樣搭接面長度和寬度的量具精度不低于0.05 mm。3）夾具。膠接試樣的夾具應能保證膠接的試樣符合要求。在保證金屬片不破壞的情況下，試樣與試樣夾持器也可用銷、孔連接的方法。但不能用于仲裁試驗。（3）試樣1）除非另有規(guī)定，試樣應符

48、合圖11-6的形狀和尺寸。標準試樣的搭接長度是（12.5±0.5）mm，金屬片的厚度是(2.0±0.1) mm，試樣的搭接長度或金屬片的厚度不同對試驗結果會有影響。圖11-6 試樣形狀和尺寸2）建議使用LY12-CZ鋁合金、1Cr18Ni9Ti不銹鋼、45碳鋼、T2銅等金屬材料。3）常規(guī)試驗，試樣數(shù)量不應少于5個。仲裁試驗試樣數(shù)量不應少于10個。對于高強度膠粘劑，測試時如出現(xiàn)金屬材料屈服或破壞的情況，則可適當增加金屬片厚度或減少搭接長度。兩者中選擇前者較好。測試時金屬片所受的應力不要超過其屈服強度S，金屬片的厚度可按式（11-12）計算： （L·）/S （11-1

49、2）式中：金屬片厚度；L試樣搭接長度；膠粘劑拉伸剪切強度；S金屬材料屈服強度（MPa）。（4）試樣制備1）試樣可用不帶槽（如圖11-7）或帶槽（如圖11-8）的平板制備，也可單片制備。圖11-7 標準試板 圖11-8 可選試板2）膠接用的金屬片表面應平整，不應有彎曲、翹曲、歪斜等變形。金屬片應無毛刺，邊緣保持直角。3）膠接時，金屬片的表面處理、膠粘劑的配比、涂膠量、涂膠次數(shù)、晾置時間等膠接工藝以及膠粘劑的固化溫度、壓力、時間等均按膠粘劑的使用要求進行。4）制備試樣都應使用夾具，以保證試樣正確地搭接和精確地定位。5）切割已膠接的平板時，要防止試樣過熱，應盡量避免損傷膠接縫。（5）試驗條件試樣的停

50、放時間和試驗環(huán)境應符合下列要求：1）試樣制備后到試驗的最短時間為16 h，最長時間為30 d。2）試驗應在溫度為（23±2） 、相對濕度為（4555）%的環(huán)境中進行。3）對僅有溫度要求的測試，測試前試樣在試驗溫度下停放時間不應少于0.5 h；對有溫度、濕度要求的測試，測試前試樣在試驗溫度下停放時間一般不應少于16 h。（6）試驗步驟1）用量具測量試樣搭接面的長度和寬度，精確到0.05 mm。2）把試樣對稱地夾在上下夾持器中，夾持處到搭接端的距離為（50±1）mm3）開動試驗機，在(5±1) mm/min內，以穩(wěn)定速度加載。記錄試樣剪切破壞的最大負荷，記錄膠接破壞的

51、類型（內聚破壞、粘附破壞、金屬破壞）。（7）試驗結果對金屬搭接的膠粘劑拉伸剪切強度按式（11-13）計算，單位為MPa。= F /（b·l） （11-13）式中：F試樣剪切破壞的最大負荷；b試樣搭接面寬度；l試樣搭接面長度；試驗結果以剪切強度的算術平均值、最高值、最低值表示。取3位有效數(shù)字。2非金屬與金屬粘接剪切強度的測定非金屬材料如橡膠、玻璃等與金屬粘接的剪切強度測定，可采用在兩片金屬之間粘接非金屬材料的方法。現(xiàn)以橡膠與金屬粘接剪切強度的測定為例。橡膠的厚度為（2.0±0.3）mm，寬度為 mm長度為（15±0.5）mm，金屬板的規(guī)格為（70 mm×2

52、0 mm×2 mm），搭接長度為15 mm。粘接后的剪切試樣件見圖11-9所示。圖11-9 橡膠與金屬粘接的剪切試件橡膠與金屬粘接面的錯位不應大于0.2 mm。測試時應使試件中心線與試驗機的施力軸線相一致，以（50±5）mm/min加載速度拉伸剪切，記錄破壞時的最大負荷，按式（11-14）計算剪切強度，單位為MPa。= F /（b·l） （11-14）式中：F破壞負荷；b試件粘接面寬度；l試件粘接面長度。 該件不應少于5個，經取舍后不得少于原數(shù)的60 %，取算術平均值，允許偏差為±15 %。3非金屬材料粘接剪切強度的測定可仿效金屬與金屬粘接剪切強度測定方

53、法進行。代表同一試驗的試件不得少于原試驗數(shù)量的60 %，取算術平均值，有效數(shù)字保留3位。每一試件測得的數(shù)值，與平均值的偏差不行超過±5 %。測定高低溫的剪切強度，需將試件置于加熱或冷卻裝置中，并在所要求的溫度下保持（3045）min，然后施力拉伸。 拉伸強度的測定方法1金屬粘接拉伸強度的測定測定金屬粘接拉伸強度的最常用試件如圖11-10所示。圖11-10 拉伸強度測定試件 圖11-11 拉伸強度測定試件粘接加壓裝置試件兩圓柱體的直徑應一致，同軸度為±0.1 mm，兩粘接平面平行度為±0.2 mm，加工粗糙度為5.0 m。試件粘接按工藝要求進行，為確保膠層厚度一致，可將0.1×(23) mm左右的銅絲在疊合前放入膠層內，以專用裝置（見圖11-11）定位固化。測定前從膠層兩旁測量圓柱體的直徑d（精確到1×106 m）。測定時將試件裝于拉力試驗機的夾具上，調整施力中心線，使其與試件軸線相一致，以（1020）mm/min的加載速度拉伸，拉斷時記錄破壞負荷，拉伸強度按式（11-15）計算，單位為MPa。 F A （11-15）式中：F 試件破壞時的負荷； A 試件粘接面積，A=d2/4。每組粘接試件不行少于5個，按允許偏差±15 %取算術平均值，保留3位有效