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胶黏剂剪切强度的影响因素

嘉峪检测网        2017-12-25 09:16

胶黏剂的剪切强度,是表征胶黏剂的重要指标,也是胶黏剂力学性能的最基本测试项目之一。对胶黏剂剪切强度的的测试,能够帮助供应方控制产品质量,优化材料配方、改进生产工艺等,同时还能够使用户更了解材料的特性,为合理使用材料、对材料做出正确的评价提供科学依据。

 

影响因素

拉伸剪切强度测定结果与试验过程中诸多因素有关,主要包括基材表面处理、胶层/涂层厚度、试验温度、试样粘接工艺等。

 

1、基材表面处理

由于材料胶接的粘附机理主要是机械、化学和吸附作用,因此金属进行表面处理后,其表面上产生的结构、形貌、化学成分和组织形态等方面的变化,均会对胶接性能产生较大影响。目前使用较多的表面处理包括:机械打磨/喷砂,酸洗,冷磷化和偶联处理。

机械打磨/喷砂的金属表面,不仅具有一定的清洁度,还有一定的粗糙度,清洁度保证了胶液和涂料对试样表面的浸润,粗糙度还增加了胶层/涂层与试样的粘接表面积;

酸洗不仅能去除试样表面氧化皮,还能在试样表面形成蚀坑,起到粗化表面,增大粘接面积的作用,同时酸洗还可以活化基材表面,提高基材表面能,有利于化学键的形成;

冷磷化处理后,基材表面会形成一层磷化膜,当磷化膜厚度不大时,磷化膜上存在很多微孔和微裂纹,增加了胶液/涂料的浸润,并增大了胶层和涂层与基材表面的粘接面积,所以此时拉伸剪切强度结果会随冷磷化后基材表面的磷化膜厚度增加而增加;

偶联处理是一种化学溶剂处理方法,偶联剂分子中含有两性基团,一个亲水基,一个疏水基,偶联剂在其两者之间起“键桥”作用,这种联结形式是一种化学键力,此化学键力远比物理吸附的范德华力和氢键作用要大得多,故而偶联处理后的基材表面的拉伸剪切强度结果明显高于其他方法处理后的基材表面。

 

2、胶层/涂层厚度

一般地,拉伸剪切强度会随着胶层/涂层厚度的增大而降低,最后趋于稳定。从应力分布角度看,胶层越厚,接头应力集中系数越小,抗剪切强度越大,且不仅有剪切应力,还会形成剥离应力等;从内部缺陷角度来看,胶层越厚,内部缺陷数量呈指数形式增加导致胶层内聚强度下降。

 

3、试验温度

由于胶层/涂层本身材料的特性,对温度比较敏感,当温度升高时其强度会降低,所以拉伸剪切强度同样也会因为温度的升高而有所降低。这是因为,温度升高,胶层/涂层等高分子聚合链发生断裂、分解,材料本身强度变小,粘结力下降,拉伸剪切强度结果也变低。

 

4、试样粘接工艺

 

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来源:AnyTesting