膠黏劑剝離強度試驗方法

膠黏劑的剝離強度試驗方法.膠黏劑的剝離強度試驗方法.膠黏劑的剝離強度試驗方法.關于膠黏劑的剝離強度試驗方法一.歸納在航空產(chǎn)品的實質使用中，膠接接頭不僅遇到拉伸應力與剪切應力作用，有時還會遇到線應力作用。所以對膠黏劑來講它應有好的抗線應力的能力，另一方面在膠接接頭設計上則應盡可能地防范接頭承受線應力作用。測定膠接接頭的抗線應力的能力大小，主要采納剝離試驗來測定它的剝離強度，其強度用每單位寬度的膠接面上所能承受最大破壞載荷來表示，單位是KN/m。剝離是一種膠接接頭常有的破壞形式之一。其特色是膠接接頭在受外力作用時，力不是作用在整個膠接面上，而但是集中在接頭端部的一個特別狹小的地域，這個地域憂如是一條線，膠黏劑所遇到的這類應力，就是我們在前面所講的線應力。看作用在這一條線上的外力大于膠黏劑的膠接強度時，接頭受剝離力作用便沿著膠接面而發(fā)生破壞。剝離試驗用的試件此中一個是柔性資料（如薄的金屬蒙皮，織物，橡膠，皮革等），而另一個試件可以是一剛性資料（如厚的金屬梁等）也許也同為一柔性資料，因為最稀有一個試件為柔性資料，當接頭承受剝離力作用時，被粘物的柔性部分第一發(fā)生塑性變形，此后，膠接接頭慢慢地被翻開了。如織物與織物的膠接屬蒙皮與珩條的膠接等。依據(jù)試樣的結構和剝離結構的不一樣樣，它又分為：T剝離強度單位為KN/m；90°剝離強度單位為KN/m；180°剝離強度單位為KN/m；Bell剝離（浮滾剝離）強度單位為KN/m；爬鼓剝離強度單位KN.m/m；測定剝離強度的方法固然各有差異，但它的基本操作與影響要素大體相同。.T剝離強度試驗（金屬-金屬）1.原理用T剝離方法從未膠接端開始施加剝離力，使金屬對金屬膠接件沿膠接線生產(chǎn)特定的破裂速率所需的剝離力。2.儀器設備拉力試驗機并附有能自動記錄剝離負荷的繪圖裝置以及有一能夾緊試樣的夾持器。試驗步驟（1）試樣制備構成T剝離試樣的被膠接資料必然是撓性資料，并被曲折成90°也不會出現(xiàn)破裂。平時是由兩塊厚度相同的同一種金屬加工而成的薄板膠接在一起制成。這金屬材質與薄板厚度在膠黏劑標準中都有規(guī)定。厚度應均勻，以不超過0.3mm或0.5mm的LY12CZ鋁合金薄板居多。按有關膠接工藝技術文件，選定薄板的材質與厚度，以及膠黏劑層厚度。當沒有明確規(guī)準時，則選膠層均勻厚度在0.2mm以下，厚0.3mm的LY12CZ鋁合金薄板。除非還有規(guī)定，試樣尺寸，長200mm，寬25mm±0.5mm。施加膠接壓力不該少于1MPa。若在壓機上加壓，則試樣上方應覆蓋一張邵氏硬度（A）約45，厚10mm的橡膠板，壓力控制在0.7MPa（或按供需兩方規(guī)定）。每塊試片整個寬度涂膠，涂膠長度為150mm。試樣必然平坦，擴大試樣件裁切成標準試樣時，不可以使試樣膠接部分變形與破壞。若直接制備試樣時，必然除去周圍余膠，且沿寬度方向膠接面的錯為不大于0.2mm。每批試樣數(shù)目不該少于5個。2）試驗條件整個試驗時，試驗室溫度應控制在（23±5）℃，對溫，濕度特別敏感的膠黏劑，則應控制在溫度（23±2）℃，相對濕度（65±5）%。3）試驗從試樣制備好到試驗之間的最短停放時間為16h，最長為-個月。試驗前試樣應在試驗環(huán)境下停放0.5h以上。丈量試樣上5處的寬度與厚度，寬度丈量精確到0.1mm，厚度精確到0.01mm。將試樣自由端剝開10mm，對稱地夾持在上，下夾持器中。試驗過程中，試樣夾持部分不可以滑移。以（100±10）mm/min的速度加載，按T方式剝離試樣，試樣玻璃長度最少要有125mm，自動記錄裝置應同時繪出試樣剝離負荷曲線。并注意破壞形式，即黏附破壞，內聚破壞或被粘物破壞。用精確到0.1cm2的平面求積儀丈量BCEF的面積，用精確0.5mm的直尺丈量底線長度,底線所反響的試樣剝離長度在70mm左右.以均勻等高線計算剝離強度時,等高線精度不該低于1mm。結果評定剝離強度可按求積儀法與等高線法兩種方法計算。采納等高線法計算時，剝離長度最少要100mm，但不包含初步的25mm，劃出一條預計的等高線力的均勻值。代表同一性能的試樣個數(shù)好多于5個，試驗結果一最小值，最大值與算術均勻值表示，取值小數(shù)點后一位，并注明破壞種類與數(shù)目。影響要素1）剝離強度計算方法關于剝離強度計算方法GB2791-81中規(guī)定了求積儀法與劃等高線法。其余還有讀數(shù)法與峰值法。對剝離力顛簸不是很大的曲線,這四種方法可以的獲取相同的試驗結果.但是若曲線變動大,則應采納求積儀法辦理。在計算剝離強度時，均應將剝離曲線上的第一個峰值去掉。2）剝離力的顛簸性在理想狀態(tài)下，于必然的剝離速度下，剝離力應是恒定的，也就是說反響在剝離切合曲線圖上的剝離力是一條水平直線。但是實質測試表示，剝離力是顛簸的，它呈兩種圖象，一為隨機的無規(guī)方式，一為滑動黏附方式。按無規(guī)方式顛簸，顛簸力依據(jù)高斯分布，剝離力的均勻值與中間值是相同的，而且意義明確。因為試樣無規(guī)的不圓滿性造成的剝離力顛簸。在無規(guī)顛簸中，破裂是連續(xù)發(fā)生，并以與試驗速率相同的速率流傳。按滑動黏附方式顛簸，最大最小值之間的距離與試驗速度沒關。在滑動黏附破裂時，當剝離力達到最大值，則引起膠接無效，儲蓄能量耗費在裂縫流傳上，其速度比試驗速度還快，當它的能量耗盡，則剝離力停在最小處。緊接著剝離力再次增大時，它又重復下1次破裂循環(huán)，這樣屢次出此刻剝離負荷曲線上則是一條清楚的鋸齒狀剝離力曲線。3）剝離角度剝離角度不一樣樣，以致對膠接接頭垂直于膠接面上的作用力大小不一樣樣，所以它的剝離強度也就不一樣樣。4）被粘物的性質與厚度被粘物的模量高或厚度大，膠接接頭在相同受力時，應力分布就寬，應力集中程度也就比被粘物模量低或厚度薄的要小些，所以它的強度也要高一些。這一影響對不均勻拉伸影響也是這樣。5）接頭尺寸線應力接頭的寬度對剝離強度沒什么影響。而試樣長度則不一樣樣樣，當剝離試樣的膠接長度為試樣厚度的10倍以上，測試強度應和試樣長度沒關，但當試樣比較短時，試樣長度必然會對測試強度有影響。其余，假如撓性資料不是金屬，而是黏彈性（如聚酯等），因為曲折引起被粘體的塑性變形，則可能使剝離力和破壞能量增添。6）膠黏劑性質膠黏劑的力學性能對線應力接頭強度有決定性影響。不一樣樣膠黏劑，因為它們的模量，拉伸強度與斷裂伸長率等不一樣樣，那么在剝離接頭中的應力分布及應力集中狀況也不一樣樣。為了追求一種剝離強度高的膠，希望降低它的應力集中程度，那么就加入增韌劑如橡膠之近似組分，以降低它的模量，增添膠的伸長率。但這樣一來，因為模量降低，又使膠黏劑的內聚強度降低了。我們有時還常常遇到這類的狀況，當我們使熱固化膠黏劑的交聯(lián)密度增添，亦模量增添，在必然范圍內，它的剝離強度送上升趨向，但達到必然模量今后，反而使剝離強度迅速降低。即使有機硅橡膠有好的彈性，它剝離接頭的應力分布又比較均勻，但是因為它的內聚強度太差（即自己的彈性模量太?。?，它不是一種好的抗剝離的膠黏劑。事實上這類膠用手都很簡單地將它剝開。從上看出減少應力集中與提升內聚強度是研究抗剝離膠黏劑的一對矛盾，如能恰到好處搭配，那就會出現(xiàn)一理想的最高剝離強度。7）膠層厚度試考據(jù)明，在膠層薄時，剝離力隨膠層厚度增添而上升。厚度達到必然值時，則剝離力不再上升，這是因為厚度再增添，在膠層中出現(xiàn)缺點的概率加大之故。8）試驗溫度和拉伸速度因為剝離力的多次跳躍性變化，試驗溫度與拉伸速度影響是十分復雜的。溫度變化，因為膠黏劑的模量變化以致應力發(fā)生變化；其余溫度改變，也使膠黏劑自己的內聚強度發(fā)生變化。關于溫度與加載速度對剝離強度的影響原由與拉伸剪切強度相同。溫度的改變造成強度的變化是和膠黏劑的玻璃化轉變親近相連的，在玻璃態(tài)各種膠黏劑的剝離強度都是極低的，在玻璃化轉變地域達最高值，今后又降落。三.180°剝離強度試驗（金屬-金屬）180°剝離試驗是測定一塊撓性資料膠接在另一塊剛性或撓性的資料上所構成的標準試樣,呈180°剝離角剝離時的強度。常用的剛性資料有金屬，塑料，木材，撓性資料有金屬，橡膠，織物，塑料等。在這里只議論金屬對金屬的試驗。1.原理180°剝離方法施加壓力，使金屬對金屬膠接件的膠接處產(chǎn)生特定的破裂速率所需的力。2.儀器設備拉力試驗機，帶有能自動記錄剝離負荷的繪圖裝置與能夾緊試樣的夾持器。3.試驗步驟1）試樣制備試樣制備與試驗條件等其余要求與T剝離強度試驗相同。剛性金屬LY12CZ鋁合金，厚2mm；寬25.0mm±0.5mm，長200mm。撓性金屬金屬LY12CZ鋁合金，厚0.3mm；長350mm。膠層厚度平時＜0.2mm，若直接制備試樣，則邊上余膠固化后必然除去，且沿寬度方向的膠接面錯位不大于0.2mm。試樣好多于5個。2）試驗試驗條件，在試驗室環(huán)境下停放時間，試樣自由端剝開必然長度，試樣夾持，加載速度為（100±10）mm/min，有效剝離長度約為125mm，其余規(guī)定均與T剝離強度相同。4.結果評定計算全部試樣的均勻剝離強度，最小剝離強度，最大剝離強度，以及它們5個試樣的算術均勻值。5.影響要素剝離強度影響要素與T剝離強度相同。四.浮滾剝離強度試驗1.原理以浮滾方法對試樣施加載荷，使金屬的膠接處產(chǎn)生特定破裂速率所需要的力。2.儀器設備橡膠拉力試驗機或電子拉力試驗機，仲裁試驗以電子拉力試驗機為準。試驗機設備有夾緊撓性試片的下夾具，夾具和附件的結構應能使試樣受力時撓性金屬試片剝離部分經(jīng)過夾具的中心線并和力線方向一致。此夾具中直徑為25mm的滾筒應能自由轉動。軸承滾筒必然保證剝離角度。3.試驗步驟1）試樣制備試樣由撓性試片和鋼性試片膠接而成。試樣材質，表面辦理方法，膠層厚度，固化條件，個數(shù)與外觀要求均與T剝離強度相同。若沒有特別規(guī)定，金屬試片的材質為LY12CZ鋁合金，此中撓性試片厚度0.3mm，鋼性試片厚度為2mm。2）試驗試樣制備達成到試驗之間，試樣在試驗環(huán)境條件下的停放時間均與T剝離強度相同。試樣寬度與厚度用分度值為0.01mm的量具丈量。將試樣自由端剝開約25mm，裝入夾具中夾緊，拉伸時不該產(chǎn)生挪動。以（100±5）mm/min加載速度加載剝離試樣。有效剝離長度最少為115mm。在剝離時自動繪出試樣剝離載荷曲線。結果評定在有效剝離長度內，計算剝離力，以KN/m表示，其計算方法除了采納T剝離強度求積法與等高線法以外，還可采納重量法，計算方法以下：從記錄紙上剪下BCEF部分并稱出其質量，用剪下部分的質量除以開初測得的每單位面積記錄紙質量，計算出頭積，再用基線長度除以剪下部分的面積，即為均勻剝離力。試驗試樣為5個，以5個試樣的均勻值，最大值與最小值作為結果，并注明破壞種類與數(shù)目。結果精確到小數(shù)點后一位。影響要素影響要素與T剝離強度相同。五.爬鼓剝離強度試驗在航空航天等工業(yè)中，金屬貼面板與蜂窩夾芯結構以及硬泡沫等其余夾芯結構的應用十分廣泛。爬鼓剝離強度即可用丈量該面板與夾芯層的膠接強度，同時還可用它測定在爬鼓剝離測試規(guī)定條件下，撓性資料與剛性被粘資料的強度。試驗裝置由一個用柔性皮帶負載的有50.8mm凸緣的鼓及固定試樣的堅固夾具構成。對金屬蜂窩其鋁合金為LY12CZ，面板厚0.5mm，蜂窩芯厚度12.7mm。該試樣寬76mm，長最少為305mm，但面板在一端伸出25mm，下邊板在一端伸出25mm，故實質膠接長度為250mm左右，兩端伸出部分為了夾持試樣。假如是由兩薄片膠接成的試樣，則寬25mm，長最少為254mm。但這試樣是從大試樣上切割下的。取樣好多于6個，若各向異性應在兩個方向上各切3個。剝離時下夾具挪動速度為（25.4±0.54）mm/min，其剝離長度應好多于150mm，有效剝離長度好多于125mm。為了使測試數(shù)據(jù)正確，膠黏劑制造廠家應將表面辦理程序，如木材含水率，金屬表面潔凈與干燥，及其余特別辦理，如打磨，化學或電化學辦理等；膠黏劑混雜；膠黏劑涂布速度，涂膜厚度，涂層數(shù)，單面還是雙面涂膠，干燥條件及多次涂膠的干燥條件；裝置條件，如室溫，停放時間，晾置或疊合；固化壓力大小，加壓時間，加壓所需溫度等做出詳盡規(guī)定，或與使用廠協(xié)商后做出詳盡規(guī)定。采納這一方法可以檢驗脆性較大膠黏劑的固化程度，如爬鼓剝離比正常值高，則說明未圓滿固化。當試樣的設計和測試條件圓滿相同時，不一樣樣膠黏劑和加工過程可直接進行比較。從表8-8中列出丙烯酸共聚物膠接厚度為0.5mm的不銹鋼的爬鼓剝離強度與溫度，加載速度的關系中可以看出，溫度高升與加載速度降低強度有相同見效。從圖8-64中就足以證明試驗溫度對剝離強度的影響，與T形剝離相同，測試時也應嚴格控制試驗溫度。表8-8爬鼓剝離強度與溫度、加載速度的關系爬鼓剝離強度試驗溫度加載速度/mm.min-12.5425.42542544960472466142205302771251562408812013316099586798.90°剝離強度試驗（金屬-金屬）1.原理用90°剝離方法施加應力，使撓性金屬試片對剛性金屬板膠接件的膠接處產(chǎn)生特定的破裂速率所需的力。2.儀器設備拉力試驗機切合標準要求，應優(yōu)先采納電子拉力試驗機，并豐饒自動記錄剝離負荷的記錄裝置。剝離試驗應在專用夾具進步行。高,低溫裝置應有恒溫裝置與自動控溫兩部分等構成.裝置的控溫精度及達到試驗溫度的均衡時間應滿足表8-9要求.測溫裝置可由熱電偶與丈量儀表構成,控溫精度不大于0.5℃。3.試驗步驟（1）試樣制備90°剝離強度試樣試板膠按膠黏劑所規(guī)定的有關膠接工藝進行。試板固化后在室溫條件下擱置24h后才可切割成試樣，銑切切割時應防范試樣過熱，并盡量防范膠接縫承受剝離性切削力。每組試樣個數(shù)應好多于5個。切割后試樣在試驗前最短停放時間為16h，最長為1個月。表8-9試樣的試驗溫度及均衡時間溫度范圍/℃贊成誤差/℃均衡時/min50-100±1≤30101-200±1%≤45201-300±1%≤60-70-0±2≤3023±21202）試驗用卡尺丈量3-5個寬度值，精確到0.1mm，取其均勻值作為試樣寬度。夾具應圓滿，兩滾輪運行自如。將校訂溫度用試樣裝好后；若要測高，低溫剝離強度，則用熱電偶親近接觸試樣膠接區(qū)中部金屬的表面溫度。按標準要求使之達到試驗溫度。取下校訂試樣，裝入正式待測試樣，當試樣膠接區(qū)中部金屬表面的溫度達試驗溫度后計時，保溫10min。若采納湊近試樣膠接取中部熱電偶間接丈量方法，則必然進行溫度和均衡時間的修正。以（100±5）mm/min速度連續(xù)加載，自動記錄剝離曲線。若用讀數(shù)法測定膠接剝離強度，應在有效剝離長度內劃出等距離讀數(shù)標線，標線的總數(shù)不該少于10條。.密封劑T剝離強度試驗在結構密封中有多種形式，如表面密封，縫外填角密封，堆膠密封，緊固件端頭密封，縫內密封等，無論那種形式，密封劑都會遇到各種應力的作用，此中最主要的力為剝離力，密封劑與金屬或其余資料膠接的剝離強度是評定密封劑和結構件膠接性能的重要試驗項目，在實質應用中可作為衡量密封性能靠譜性的技術依據(jù)，也是資料研制，產(chǎn)品設計和生產(chǎn)質量控制中不可以少的要點性指標。本方法適用與測試多硫橡膠等橡膠型密封劑的T剝離強度。1.原理利用兩條薄片資料的一端平行地膠接，分開自由端并反向各曲折90°，使試樣呈T形，拉伸自由端，膠接縫即受剝離力而分開。當T形試樣自由端所受拉力超過黏附力時，膠接縫即被剝開，單位縫寬所承受的負荷值即稱為T形剝離強度，單位KN/m。當剝離破壞發(fā)生在密封劑自己時，表示密封劑與被粘資料的膠接強度大于密封劑自己的強度，這稱為內聚破壞。剝離破壞發(fā)生在膠接界面上，則表明密封劑與被粘資料的膠接強度小于密封劑自己的強度，這稱作黏附破壞。試驗條件密封劑的配制,膠接,室溫硫化和均應在標準環(huán)境條件下進行。輔助資料丙酮或乙酸乙酯，工業(yè)；脫脂棉或紗布；鋁片，牌號LY12CZ，厚度為，面積為150mm×25mm，10片。設備及工具拉力試驗機最大負荷2500N，精度±0.1%。試樣膠接成型模型由聚丙烯塑料和鋼板加工制成。兩模板用五個鋼螺栓連接。3.試樣制備用溶劑沖刷擦抹試片2-3次，并馬上再用潔凈紗布擦凈，晾20min。將試片放入模具的凹槽內，把密封劑刮涂在放好的試片上，沿凹槽上沿平面刮平。刮涂長度好多于90mm。此后將另一個試片貼合上，并輕輕壓一下，使周邊稍有余膠擠出為宜，最后用刮刀除去余膠，合上模具，擰緊螺栓。10min后再用力緊固一次。試樣在模具中的停放時間以及從模具中拿出后的硫化條件，按密封有關標準規(guī)定執(zhí)行。試驗步驟檢查試樣，若有明顯錯誤和缺膠應剔除，其膠層厚度應為2mm±0.3mm。試樣若用加熱硫化，硫化后的試樣應室溫下停放16h后才能測試。將試樣一端沒有涂膠的兩試片分開，使試樣呈T形。沿密封劑膠層中切開10mm的切口。將T形試樣兩端分別裝夾在拉力機的夾具上，調好力值零點，對好剝離中心線。采納（100±2）mm/min的分別速度，開動拉力機開關，讀取剝離負荷峰值，數(shù)據(jù)好多于10個。如破壞面有明顯氣泡，缺膠時，應剔除相應讀數(shù)。預計內聚破壞面積占整個破壞面積的百分數(shù)。缺膠和防范層剝落面積不計。影響要素試樣應在標準條件下硫化。若采納室溫硫化時，其日夜的溫濕度難保證。若夜間溫度偏低，試樣欠硫會響強度。試樣密封劑的厚度應切合要求，因為其厚度對剝離強度有明顯影響，一般狀況下，厚度大其剝離強度偏高。裝夾試樣時要注意使試樣剝離線與受力中心對正。八.密封劑180°剝離強度試驗180°剝離強度試驗是外國密封劑性能測試中廣泛采納的方法。試樣的結構形狀，試驗過程中密封劑的受力形式，可以較好地表現(xiàn)實質密封中密封劑對結構資料表面的黏附特色。外國標準中的相應方法有TOCT21981，MIL-S-8802D和IL-S-7502等。本方法用于多硫橡膠等橡膠密封劑的180°剝離強度試驗。原理用密封劑膠接柔性織物與剛性板材，硫化后將自由端的柔性織物翻轉180°，此后在拉力試驗機上測試，使密封劑層受180°角的分別。以180°剝離角將柔性織物從剛性板材上剝開，在單位寬度上所受均勻剝離力即180°剝離強度。當剝離破壞發(fā)生在密封劑自己時，稱為內聚破壞。這表示這密封劑與被膠接資料的膠接強度大于密封劑自己的強度。當剝離破壞發(fā)生在膠接界面時，稱為黏附破壞。這表示黏附強度小于密封劑自己的強度。2.試驗條件密封劑的配制，試樣制備，室溫硫化和性能測試均應在標準環(huán)境條件下進行。輔助用料丙酮或乙酸乙酯工業(yè)。脫脂棉或紗布。鋁試片LY12CZ，表面陽極化。尺寸為1-2mm×75mm×130mm或1-2mm×25mm×130mm三片。織物除非還有規(guī)定，不然只用3×10或3×12的帆布，尺寸95mm×230mm。設備及工具拉力試驗機最大負荷2500N；精度±1%。180°剝離試樣成型模具還包含刮刀，割刀或手術到，搪瓷盤，燒杯或鋁鍋，小電爐600W，三輥研磨機。3.試樣制備將帆布用PH值為9-11的開水煮去漿液，在沖刷2-3次，晾干待用。將鋁片用紗布沾溶劑擦洗兩次，并馬上用潔凈的干紗布擦干，在晾干20min。將鋁片放入成型模具的下模板凹槽，用刮刀將密封劑（若為多組分室溫硫化密封劑，應按密封劑使用工藝說明書規(guī)定在三輥研磨機上混雜均勻）在鋁片上刮平，由模具凹槽保證其厚度3.0mm。并同時在帆布的一端約100mm的長度上，在兩面屢次刮涂密封劑直至浸透，此后將帆布與鋁片涂膠面貼合，注意除去氣泡。閉合上模并緊固螺栓，再往上模具框內的帆布表面刮涂厚度為的密封劑。試樣在模具中的硫化時間以及試樣拿出后的硫化條件依密封劑資料標準而定。若沒有規(guī)定，試樣應在模具中室溫硫化24h，拿出后再在標準環(huán)境條件下硫