粘接强度的检验

11.2 粘接强度的检验

评价粘接质量最常用的方法就是测定粘接强度。表征胶粘剂性能往往都要给出强度数据，粘接强度是胶粘技术当中一项重要指标，对于选用胶粘剂、研制新胶种、进行接头设计、改进粘接工艺、正确应用胶粘结构很有指导意义。

粘接强度是指胶粘体系破坏时所需要的应力，目前主要是通过破坏试验测得的，当然还有无损检验的方法，只是目前还不很成熟。

了解粘接强度的基本概念、熟悉胶粘破坏的一般类型、研究胶粘强度的影响因素、学会粘接强度的测定方法，对于掌握和运用胶粘技术是很有必要的。

11.2.1 粘接强度的基本概念

胶粘结构在使用时，总是要求具有最佳的力学性能，目前评定胶粘体系力学性能优劣的主要指标是粘接强度，研究粘接强度有着重要的理论和实际意义。

1．粘接强度

粘接强度是指在外力作用下，使胶粘件中的胶粘剂与被粘物界面或其邻近处发生破坏所需要的应力，粘接强度又称为胶接强度。

粘接强度是胶粘体系破坏时所需要的应力，其大小不仅取决于粘合力、胶粘剂的力学性能、被粘物的性质、粘接工艺，而且还与接头形式、受力情况（种类、大小、方向、频率）、环境因素（温度、湿度、压力、介质）和测试条件、实验技术等有关。由此可见，粘合力只是决定粘接强度的重要因素之一，所以粘接强度和粘合力是两个意义完全不同的概念，绝不能混为一谈。

2．粘接接头的受力形式

粘接接头在外力作用下胶层所受到的力，可以归纳为剪切、拉伸、不均匀扯离和剥离4种形式，见图11-4所示。

图11-4 粘接接头的受力类型

（1）剪切。外力大小相等、方向相反，基本与粘接面平行，并均匀分布在整个粘接面上。

（2）拉伸。亦称均匀扯离，受到方向相反拉力的作用，垂直于粘接面，并均匀分布在整个粘接面上。

（3）不均匀扯离。也叫劈裂，外力作用的方向虽然也垂直于粘接面，但是分布不均匀。

（4）剥离。外力作用的方向与粘接面成一定角度，基本分布在粘接面的一条直线上

上述4种力，在同一胶粘体系中很有可能有几种力同时存在，只是何者为主的问题。

3．粘接强度的分类

根据粘接接头受力情况不同，粘接强度具体可以分为剪切强度、拉伸强度、不均匀扯离强度、剥离强度、压缩强度、冲击强度、弯曲强度、扭转强度、疲劳强度、抗蠕变强度等。

（1）剪切强度

剪切强度是指粘接件破坏时，单位粘接面所能承受的剪切力，其单位用兆帕（MPa）表示。

剪切强度按测试时的受力方式又分为拉伸剪切、压缩剪切、扭转剪切和弯曲剪切强度等。

不同性能的胶粘剂，剪切强度亦不同，在一般情况下，韧性胶粘剂比柔性胶粘剂的剪切强度大。大量试验表明，胶层厚度越薄，剪切强度越高。

测试条件影响最大的是环境温度和试验速度，随着温度升高剪切强度下降，随着试验速度的减慢剪切强度降低，这说明温度和速度具有等效关系，即提高测试温度相当于降低加载速度。

（2）拉伸强度

拉伸强度又称均匀扯离强度、正拉强度，是指粘接受力破坏时，单位面积所承受的拉伸力，单位用兆帕（MPa）表示。 因为拉伸比剪切受力均匀得多，所以一般胶粘剂的拉伸强度都比剪切强度高得很多。在实际测定时，试件在外力作用下，由于胶粘剂的变形比被粘物大，加之外力作用的不同轴性，很可能产生剪切，也会有横向压缩，因此，在扯断时就可能出现同时断裂。若能增加试样的长度和减小粘接面积，便可降低扯断时剥离的影响，使应力作用分布更为均匀。弹性模量、胶层厚度、试验温度和加载速度对拉伸强度的影响基本与剪切强度相似。

（3）剥离强度

剥离强度是在规定的剥离条件下，使粘接件分离时单位宽度所能承受的最大载荷，其单位用kN/m表示。

剥离的形式多种多样，一般可分为L型剥离、U型剥离、T型剥离和曲面剥离，如图11-5所示。

图11-5 剥离的几种形式

随着剥离角的改变，剥离形式也变化。当剥离角小于或等于90º时为L型剥离，大于90º或等于180º时为U型剥离。这两种形式适合于刚性材料和挠性材料粘接的剥离。T型剥离用于两种挠性材料粘接时的剥离。

剥离强度受试件宽度和厚度、胶层厚度、剥离强度、剥离角度等因素影响。 （4）不均匀扯离强度

不均匀扯离强度表示粘接接头受到不均匀扯离力作用时所能承受的最大载荷，因为载荷多集中于胶层的两个边缘或一个边缘上，故是单位长度而不是单位面积受力，单位是kN/m。

（5）冲击强度

冲击强度意指粘接件承受冲击载荷而破坏时，单位粘接面积所消耗的最大功，单位为kJ/m2。

按照接头形式和受力方式的不同，冲击强度又分为弯曲冲击、压缩剪切冲击、拉伸剪切冲击、扭转剪切冲击和T型剥离冲击强度等。

冲击强度的大小受胶粘剂韧性、胶层厚度、被粘物种类、试件尺寸、冲击角度、环境湿度、测试温度等影响。胶粘剂的韧性越好，冲击强度越高。当胶粘剂的模量较低时，冲击强度随胶层厚度的增加而提高。

（6）持久强度

持久强度就是粘接件长期经受静载荷作用后，单位粘接面积所能承受的最大载荷，单位用兆帕（MPa）表示。。

持久强度受加载应力和试验温度的影响，随着加载应力和温度的提高持久强度下降。

（7）疲劳强度

疲劳强度是指对粘接接头重复施加一定载荷至规定次数不引起破坏的最大应力。一般把在10次时的疲劳强度称为疲劳强度极限。

一般来说，剪切强度高的胶粘剂，其剥离、弯曲、冲击等强度总是较低的；而剥离强度大的胶粘剂，它的冲击、弯曲强度较高。不同类型的胶粘剂，各种强度特性也有很大差异。

11.2.2 拉伸剪切强度的测定方法

1．金属与金属粘接剪切强度的测试

（1）原理

试样为单搭接结构，在试样的搭接面上施加纵向拉伸剪切力，测定试样能承受的最大负荷。搭接面上的平均剪应力为胶粘剂的金属对金属搭接的拉伸剪切强度，单位为MPa。

（2）装置

1）试验机。使用的试验机应使试样的破坏负荷在满标负荷的（15~85）%之间。试验机的力值示值误差不应大于1 %。试验机应配备一副自动调心的试样夹

持器，使力线与试样中心线保持一致。试验机应保证试样夹持器的移动速度在 (5±1) mm/min内保持稳定。

2）量具。测量试样搭接面长度和宽度的量具精度不低于0.05 mm。

3）夹具。胶接试样的夹具应能保证胶接的试样符合要求。在保证金属片不破坏的情况下，试样与试样夹持器也可用销、孔连接的方法。但不能用于仲裁试验。

（3）试样

1）除非另有规定，试样应符合图11-6的形状和尺寸。标准试样的搭接长度是（12.5±0.5）mm，金属片的厚度是(2.0±0.1) mm，试样的搭接长度或金属片的厚度不同对试验结果会有影响。

图11-6 试样形状和尺寸

2）建议使用LY12-CZ铝合金、1Cr18Ni9Ti不锈钢、45碳钢、T2铜等金属材料。

3）常规试验，试样数量不应少于5个。仲裁试验试样数量不应少于10个。 对于高强度胶粘剂，测试时如出现金属材料屈服或破坏的情况，则可适当增加金属片厚度或减少搭接长度。两者中选择前者较好。

测试时金属片所受的应力不要超过其屈服强度σS，金属片的厚度δ可按式（11-12）计算：

δ＝（L·τ）/σS

（11-12）

式中：δ——金属片厚度； L——试样搭接长度； τ——胶粘剂拉伸剪切强度； σS——金属材料屈服强度（MPa）。 （4）试样制备

1）试样可用不带槽（如图11-7）或带槽（如图11-8）的平板制备，也可单片制备。

图11-7 标准试板 图11-8 可选试板

2）胶接用的金属片表面应平整，不应有弯曲、翘曲、歪斜等变形。金属片应无毛刺，边缘保持直角。

3）胶接时，金属片的表面处理、胶粘剂的配比、涂胶量、涂胶次数、晾置时间等胶接工艺以及胶粘剂的固化温度、压力、时间等均按胶粘剂的使用要求进行。

4）制备试样都应使用夹具，以保证试样正确地搭接和精确地定位。 5）切割已胶接的平板时，要防止试样过热，应尽量避免损伤胶接缝。 （5）试验条件

试样的停放时间和试验环境应符合下列要求：

1）试样制备后到试验的最短时间为16 h，最长时间为30 d。

2）试验应在温度为（23±2）℃ 、相对湿度为（45~55）%的环境中进行。 3）对仅有温度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间不应少于0.5 h；对有温度、湿度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间一般不应少于16 h。

（6）试验步骤

1）用量具测量试样搭接面的长度和宽度，精确到0.05 mm。

2）把试样对称地夹在上下夹持器中，夹持处到搭接端的距离为（50±1）mm

3）开动试验机，在(5±1) mm/min内，以稳定速度加载。记录试样剪切破坏的最大负荷，记录胶接破坏的类型（内聚破坏、粘附破坏、金属破坏）。

（7）试验结果

对金属搭接的胶粘剂拉伸剪切强度τ按式（11-13）计算，单位为MPa。

τ= F /（b·l） （11-13）

式中：F——试样剪切破坏的最大负荷；

b——试样搭接面宽度； l——试样搭接面长度；

试验结果以剪切强度的算术平均值、最高值、最低值表示。取3位有效数字。

2．非金属与金属粘接剪切强度的测定

非金属材料如橡胶、玻璃等与金属粘接的剪切强度测定，可采用在两片金属之间粘接非金属材料的方法。现以橡胶与金属粘接剪切强度的测定为例。

橡胶的厚度为（2.0±0.3）mm，宽度为

mm长度为（15±0.5）mm，

金属板的规格为（70 mm×20 mm×2 mm），搭接长度为15 mm。粘接后的剪切试样件见图11-9所示。

图11-9 橡胶与金属粘接的剪切试件

橡胶与金属粘接面的错位不应大于0.2 mm。测试时应使试件中心线与试验机的施力轴线相一致，以（50±5）mm/min加载速度拉伸剪切，记录破坏时的最大负荷，按式（11-14）计算剪切强度τ，单位为MPa。

τ= F /（b·l） （11-14）

式中：F——破坏负荷；

b——试件粘接面宽度； l——试件粘接面长度。

该件不应少于5个，经取舍后不得少于原数的60 %，取算术平均值，允许偏差为±15 %。

3．非金属材料粘接剪切强度的测定

可仿效金属与金属粘接剪切强度测定方法进行。代表同一试验的试件不得少于原试验数量的60 %，取算术平均值，有效数字保留3位。每一试件测得的数值，与平均值的偏差不行超过±5 %。

测定高低温的剪切强度，需将试件置于加热或冷却装置中，并在所要求的温度下保持（30~45）min，然后施力拉伸。

11.2.3 拉伸强度的测定方法

1．金属粘接拉伸强度的测定

测定金属粘接拉伸强度的最常用试件如图11-10所示。

图11-10 拉伸强度测定试件 图11-11 拉伸强度测定试件粘接加压装置

试件两圆柱体的直径应一致，同轴度为±0.1 mm，两粘接平面平行度为±0.2 mm，加工粗糙度为5.0 μm。试件粘接按工艺要求进行，为确保胶层厚度一致，可将φ0.1×(2～3) mm左右的铜丝在叠合前放入胶层内，以专用装置（见图11-11）定位固化。

测定前从胶层两旁测量圆柱体的直径d（精确到1×10－6 m）。测定时将试件装于拉力试验机的夹具上，调整施力中心线，使其与试件轴线相一致，以（10～20）mm/min的加载速度拉伸，拉断时记录破坏负荷，拉伸强度σ按式（11-15）计算，单位为MPa。。

σ ＝ F ／ A （1

1-15）

式中：F ——试件破坏时的负荷；

A ——试件粘接面积，A=πd2/4。

每组粘接试件不行少于5个，按允许偏差±15 %取算术平均值，保留3位有效数字。

如果需要测定高低温时的拉伸强度，应将试件和夹具一起放入加热或冷却装置内，在要求温度下保持（40~60）min，然后再进行测定。

2．非金属与金属粘接拉伸强度的测定

非金属与金属粘接拉伸强度的测定，采用两金属间夹一层非金属的方法。在此，介绍一下橡胶与金属粘接扯离强度的测定方法。

橡胶厚度为(2±0.3) mm，粘接后的试件尺寸如图11-12所示。

图11-12 橡胶与金属粘接扯离强度的测定试件

试件按工艺条件要求粘接，粘接面错位不应大于0.2 mm。测试时将试件装在夹具上，调整位置使施力方向与粘接面垂直，以(50±5) mm/min的加载速度拉伸，记录破坏时的最大负荷，按式（11-16）计算扯离强度σ，单位为MPa。。

σc＝F/A （11-16） 式中：F ——试件破坏时的负荷；

A ——粘接面积，A=πd2/4。

试件不得少于5个，经取舍后不应少于原数量的60 %，取其算术平均值，允许偏差为±10 %。

11.2.4 剥离强度的测定方法

1．挠性材料对刚性材料剥离强度极限的测定

图11-13 试样夹持装置

按GB/T 2790-1995标准进行测试。本标准规定了挠性材料与刚性材料粘合的胶接试样的180º剥离试验的装置、试样制备、试验步骤和结果处理。本标准适用于测定由两种被粘材料（一种是挠性材料，另一种是刚性材料）组成的胶接试样在规定条件下，胶粘剂抗180º剥离性能。

（1）测定原理

两块被粘材料用胶粘剂制备成胶接试样，然后将胶接试样以规定的速率从胶接的开口处剥开，两块被粘物沿着被粘面长度的方向逐渐分离。通过挠性被粘物所施加的剥离力基本上平行于胶接面。

（2）测定装置

1）拉伸试验装置。具有适宜的负荷范围，夹头能以恒定的速率分离并施加拉伸力的装置，该装置应配备有力的测量系统和指示记录系统。力的示值误差不超过2 %。整个装置的响应时间应足够地短，以不影响测量的准确性为宜，即当胶接试样被破坏时，所施加的力能被测量到。试样的破坏负荷应处于满标负荷的（10~80）%之间。

2）夹头。夹头之一能牢固地夹住刚性被粘物，并使胶接截面平行于所施加的力。另一个夹头如图11-13所示，能牢固地夹住挠性被粘物，此夹头是自校准型号的，因此施加的力平行于胶接面，并与拉伸试验装置的传感器相连。

（3）试样

1）被粘材料

被粘材料的厚度要以能经受住所预计的拉伸力为宜，其尺寸要精确地测量。 被粘试片的厚度由胶粘剂供需方约定，推荐被粘试片的厚度是：金属1.5 mm；塑料1.5 mm；木材3 mm；硫化胶2 mm。挠性被粘试片的厚度与类型对试验结果影响较大必须加以记录，当被粘试片厚度大于1 mm时，厚度测量精确到0.1 mm；当被粘试片厚度小于1 mm时，厚度精确到0.01 mm。

①刚性被粘片。刚性被粘试片宽为25.0 mm±0.5 mm，除非另有规定，长为200 mm以上的长条.

②挠性被粘试片。挠性被粘材料能弯曲180º而无严重的不可回复的变形。挠性被粘试片的长度不小于350 mm。它的宽度为:边缘不磨损材料与刚性被粘试片的宽度相同；边缘易磨损材料，如棉帆布，试片两边比刚性被粘试片各宽5 mm。

（2）试样制备

按胶粘剂的产品说明书进行试样的表面处理和使用胶粘剂。在每块被粘试片的整个宽度上涂胶，涂胶长度为150 mm。 得到边缘清晰的粘接面的适宜方法是在被粘材料将被分离的一端放一片薄条状材料（防粘带），使不需粘合的部分试片不被粘住。

按胶粘剂制造者推荐的方法胶接试片并使胶粘剂固化。 制备试样如需加压，应在整个胶接面上施加均匀的压力，推荐施加压力可达1 MPa。最好配备有定时撤压装置。为了在整个胶接面上得到均匀的压力分布，压机平板应是平行的。如做不到，就应当在压机平板上覆盖一块有弹性的垫片，此垫片厚度约为10 mm，硬度（邵尔A）约为45，此时建议施加压力可达0.7 MPa。

试样制备的另一方法是将两块尺寸适宜的板材胶接成扩大试样件，然后再将试样从扩大试样件上切下。切下时应尽可能减少切削热及机械力对胶接缝的影响。必须除去扩大试样件上平行于试样长边的最外面的12 mm宽的狭条部分。

图11-14 挠性材料与刚性材料粘合的 胶接试样的180º剥离试验示意图

测定试样胶粘剂层的平均厚度。 （3） 试样的数目

每个批样的数目不少于5 个。

（4）试验步骤

将挠性被粘试片的未胶接的一端弯曲180º，将刚性被粘试片夹紧在固定的夹头上，而将挠性试片夹紧在另一夹头上。注意使夹头间试样准确定位，以保证所施加的拉力均匀地分布在试样的宽度上（如图11-14所示）。开动机器，使上下夹头以恒定的速率分离，夹头的分离速率为（100±10）mm/min。

记下夹头的分离速率和当夹头分离运行时所受到的力，最好是自动记录。继续试验，直到至少有125 mm的胶接长度被剥离。注意胶接破坏的类型，即粘附破坏、内聚破坏或被粘物破坏。 在剥离过程中，剥开的挠性部分有时会在胶接部分上蹭过去，为了减少摩擦，可使用适当的润滑剂，如甘油或肥皂水，只要它不影响被粘物。

（5）试验结果处理

对于每个试样，从剥离力和剥离长度的关系曲线上测定平均剥离力，以Ｎ为单位。计算剥离力的剥离长度至少要100 mm，但不包括最初的25 mm，可以用划一条估计的等高线（见图11-15所示）或用测面积法来得到平均剥离力。

图11-15 典型的剥离力曲线

记录下在这至少100 mm剥离长度内的剥离力的最大值和最小值，按式（11-17）计算相应的剥离强度值σ180º，单位为kN/m。

σ180º＝ F／b （11-17）

式中 σ180º——剥离强度；

Ｆ——剥离力； ｂ——试样宽度。

计算所有试验的平均剥离强度、最小剥离强度和最大剥离强度，以及它们的算术平均值。

2．胶粘剂T型剥离强度的测定

按GB/T 2791-1995标准进行测定。本标准规定了挠性材料与挠性材料粘合的胶接试样Ｔ剥离试验装置、试样制备、试验步骤和试验结果的处理。本标准适用于测定由两种相同或不同挠性材料组成的胶接试样在规定条件下的胶粘剂的抗Ｔ剥离性能。

（1）测定原理

挠性材料对挠性材料胶接的Ｔ剥离试验是在试样的未胶端施加剥离力，使试样沿着胶接线产生剥离，所施加的力与胶接线之间角度可不必控制。

（2）测定装置

１）拉伸试验装置。具有适宜的负荷范围，夹头能以恒定的速率分离并施加拉伸力的装置。该装置应具备力的测量系统和记录系统。力的示值误差不超过２％，整个装置的响应时间应足够短，以不影响测量的准确性为宜，即当胶接试样破坏时，所施加的力能被测到。试样的破坏负荷应处于满标负荷的（10～80）％之间。

２）夹头。夹头应能牢固地夹住试样，见图1-16。 图1-16 挠性材料与挠性材料粘接件

（３）试样制备

1）被粘材料

挠性材料的厚度应以能承受预计的拉伸力为宜，厚度要均匀，不超过3 mm，并能承受剥离弯曲角度而不产生裂缝。试样尺寸：长200 mm ，宽（25±0.5）mm，其尺寸要精确地测量并写入试验报告。

２）试样制备

按胶粘剂的产品说明书进行试样的表面处理和使用胶粘剂。在每块被粘试片的整个宽度上涂胶，涂胶长度为150 mm。

得到边缘清晰的粘接面的适宜方法是在被粘材料将被分离的一端放一片薄片状材料（防粘带），使不需粘合的部分的试片不被胶粘剂粘住。

制备试样如需加压，应在整个胶接面上施加均匀的压力，推荐施加压力可达１ＭＰa 。最好配备有定时撤压装置。为了在整个胶接面上得到均匀的压力分布，压机平板应是平行的。如做不到就应当在压机平板上盖一块有弹性的执片。垫片厚度为１０mm，硬度（邵尔Ａ）约为４５，此时建议施加压力为可达０.7 ＭＰa.

试样制备的另一方法是将两块尺寸适宜的板材胶接面扩大试样件，然后将试样从扩大试样件上切下，切下时应尽可能减少切削热及机械力对胶接缝的影响，必须除去扩大试样件上平行于试样长边的最外面１２mm宽的狭条部分。

测定试样胶粘剂的平均厚度。每个批号试样的数目不少于5个。

（4）试验步骤

将挠性试片未胶接一端分开，按图11-16所示对称地夹在上下夹持器中。夹持部位不能滑移，以保证所施加的拉力均匀地分布在试样的宽度上。开动试验机，使上下夹持器以（100±10）mm/min的速率分离。

试样剥离长度至少要有125 mm，记录装置同时绘出剥离负荷曲线。并注意破坏的形式，即粘附破坏、内聚破坏或被粘物破坏。

（5）试验结果处理

对于每个试样，从剥离力和剥离长度的关系曲线上测定平均剥离力，以Ｎ为单位。计算剥离力的剥离长度至少要100 mm。但不包括最初的25 mm，可以用划一条估计的等高线（见图11-15），或用测面积法来得到平均剥离力。

记录下在这至少100 mm剥离长度内的剥离力的最大值和最少值，按式（11-18）计算相应的剥离强度值σT，单位为kN/m。

σT ＝ F／b （11-1

8）

式中 σT ——剥离强度； F——剥离力； b——试样宽度。

计算所有试验试样的平均剥离强度、最少剥离强度和最大剥离强度。

3．压敏胶粘带180º剥离强度测定方法

压敏胶粘带180º剥离强度按GB 2792-81标准进行测定。本标准规定了用剥离法测量分开压敏胶粘带与被粘板材所需力的测定方法。压敏胶粘带与被粘物为片、膜材料时，将采用金属校直板进行测定。

（1）测定原理

用180º剥离方法施加应力，使压敏胶粘带对被粘材料粘接处产生特定的破裂速率所需的力。

（2）测定装置

1）辊压装置。如图11-17所示，压辊是用橡胶覆盖的直径为（84±1）mm，宽度45 mm的钢轮子。橡胶硬度（邵尔A型）为(60±5)º，厚度6 mm。压辊质量为（2000±50）g。

2）拉力试验机。应符合JB 706-77的关于鉴定试验机的要求，并附有能自动记录剥离负荷的绘图装置。

图11-17 辊压装置

（3）试样制备

1）胶粘带。胶粘带宽度分别为（20±1）mm、（25±1）mm，长度约200 mm。 2）试验板。胶粘带与板材粘合时，试验板表面应平整，试验时不应产生弯曲变形，试验板尺寸为：长度（120±1）mm，宽度（40±1）mm，厚度（1.5～2）mm。

3）校直板。胶粘带与片、膜材料粘合时，应使用金属校直板，其尺寸为：长度（120±1）mm，宽度（65±1）mm，厚度（1.5±1）mm。

4）试样制备 被粘材料、表面处理方法、试样制备后的停放时间等应按产品工艺规程要求进行。

为了保证在试验时胶粘带与被粘片、膜材料保持180º分离角度，用胶粘带将试片顺长度方向有两侧粘贴在金属校直板上。

（5）试验步骤

1）用精度不低于0.05 mm的量具测量胶粘带宽度。

2）将胶粘带剥开，切去外面的（3～5）层，均匀撕剥胶带（在粘合长度内不能接触手或其他物体），使胶粘带与被粘材料一端粘接，其夹角大于30º，被粘材料的另一端下面放置一条长约200 mm，宽40 mm的涤纶膜或其他材料，然后用辊压装置的轮子在自重下约以120 mm/s的速度对试样来回滚压3次。

3）达到产品工艺规程规定的停放时间后，将试样自由端折过180º，并剥开粘合面约10 mm。被粘材料夹在下夹持器上，试样自由端夹在上夹持器上。应使剥离面与试验机力线保持一致。

4）试验机以（300±10）mm/min下降速度连续剥离。有效剥离粘合面长度约100 mm，并有自动记录装置绘出剥离曲线。

（6）试验结果

1）取值范围

在典型记录曲线（图11-18）中，曲线AB、CD部分都不计入试验结果（单位为mm）。

图11-18 记录曲线

2）180º剥离强度计算（求积仪法）

压敏胶粘带180º剥离平均强度σ180ºB按式（11-19）计算，单位为g/cm。

σ

180ºB

＝Ｃ×Ａ／（l×ｂ）

（11-19）

式中：σ180ºB——180º剥离平均强度；

Ａ——记录曲线中取值范围内的面积；σ Ｃ——记录纸单位高度的负荷；

l——记录曲线中取值范围内的长度； ｂ——胶粘带实际宽度。 3）180º剥离强度计算（读数法）

在记录曲线中取值范围内，依次等分读取不少于10个测定值，然后按式（11-20）计算压敏胶粘带180º剥离平均强度σ180ºB ，单位为g/cm。

σ180ºB ＝Ｈ／b （11-20）

式中：σ180ºB——180º剥离平均强度；

Ｈ——记录纸读取的负荷平均值；

ｂ——胶粘带实际宽度。

11.2.4 胶粘剂剪切冲击强度的测定

剪切冲击强度是指试样承受一定速度的剪切冲击载荷而破坏时，单位胶接面

2

积所消耗的功，其单位用J/m表示。胶粘剂剪切冲击强度按GB 6328-86（已改为推荐标准）标准进行测定。

1．原理

由2个试块胶接构成的试样，使胶接面承受一定速度的剪切冲击载荷，测定试样破坏时所消耗的功，以单位胶接面积承受的剪切冲击破坏力计算剪切冲击强度。

试块——具有规定的形状、尺寸、精度的块状被粘物。

试样——将上下两试块，通过一定的工艺条件胶接制成的备测件。

受击高度——摆锤刀刃打以上试块时，刀刃到下试块上表面的距离，用H表示，见图11-19所示。

图11-19 试样受打击示意图

2．仪器设备

1）试验机。胶粘剂剪切冲击试验机应采用摆锤式冲击试验机。其摆锤的速度为3.35 m/s。试样的破坏功应选在试验机度盘容量的（15～85）％范围内。

2）夹具。所用夹具应能保证试样的受击高度在（0.8～1.0）mm范围内，并使试样的受击面及下试块的上表面与摆锤刀刃保持平行。

3）量具。所用量具的最小分度值为0.05 mm。

3．试块及试样制备

1）试块

① 试块材质。试块可采用钢、铝、铜及其合金等金属材料和木材、塑料等非金属材料制作。但木材试块，需用容积密度大于0.55 g/cm3的白桦木或与此相当的直木纹树种。上下试块的容积密度应大致相同。有节疤、斑点、腐朽和颜色异常等的木材，不能用来加工试块。木材的含水率保持在（12～15）%（以全干质量为基准）。

② 试块尺寸。上试块尺寸为：长度（25±0.5）mm，宽度（25±0.5）mm，厚度（10±0.5）mm；下试块尺寸为：长度（45±0.5）mm，宽度（25±0.5）mm，厚度（25±0.5）mm。

③ 非金属试块在加工时，应注意不要因过热而损伤试块。 2）试样制备

① 试块胶接表面的预处理方法、胶粘剂涂布及试样制备工艺等，应按产品的工艺规程确定。

② 木材试块胶接时上下试块的木纹方向要一致。

在没有特殊要求的情况下，金属试样一般取10个，非金属试样一般取12个。

4．试验步骤

（1）将常态条件下停放的试样，放在试验环境（温度23℃，相对湿度50%）下停放30 min以上。

（2）在开动试验机之前，用量具在胶接处分3处度量其长度和宽度，精确到0.1 mm。取其算术平均值，计算胶接面积。

（3）按要求将试样安装在夹具上。

（4）开动试验机，使摆锤落下打击试样，记录试样的破坏功Ｗ1。

（5）将被打掉的上试块，再与下试块叠合，重复（4）操作1次，记录试样的惯性功Ｗ０。

（6）记录每个试样的破坏类型，如：界面破坏，胶层内聚破坏，混合破坏和试块变形状态。

5．试验结果

剪切冲击强度Ｉs按式（11-21）进行计算，单位为J/m²。

Ｉs＝（Ｗ１－Ｗ０）／Ａ （11-21）

式中：Ｗ１——试样的冲击破坏功； Ｗ０——试样的惯性功； Ａ——胶接面积。

测试结果用剪切冲击强度的算术平均值表示，取3位有效数字。

11.2.5 压敏胶粘带初粘性的测试方法

物体和压敏胶粘带粘性面之间以微小压力发生短暂接触时，胶粘带对物体的粘附作用称为初粘性。压敏胶粘带初粘性的测试执行GB 4852-84标准（已改为推荐标准）。

1．测定原理

将一钢球滚过平放在倾斜板上的胶粘带粘性面。根据规定长度的粘性面能够粘住的最大钢球尺寸，评价其初粘性大小。

2．测试设备

（1）斜面滚球装置 本装置主要由倾斜板、放球器、支架、底座及接球盒等部分组成。如图11-20所示。

图11-20 斜面滚球装置

1）倾斜板。以厚约２mm的玻璃板覆在厚约７mm的钢板上组成倾斜板。两板间可衬入毫米坐标纸，作为安放试样、调节钢球起始位置的标记。

2）放球器。放球器应能调节倾斜板上的钢球起始位置，释放钢球时，对球应无任何附加力。

3）支架。支架用于支持倾斜板，并可在(0～60)º范围内调节板的倾角。 4）底座。底座应能调节并保持装置的水平状态。

5）接球盒。接球盒用于承接板上滚落的钢球，其内壁衬为软质材料。 （2）钢球

以GCr15轴承钢制造，精度不低于GB 308-77《钢球》规定的０级，可作为测试用钢球。按其英制直径的32倍值编排球号，测试时应使用球号连续的一组钢球。平时应存放在防锈油中，有锈迹、伤痕的球必须及时更换。

（3）聚酯薄膜 采用符合JB 1256-77规定的厚度为0.025 mm的薄膜，其长度约为110 mm，宽度比试样约宽20 mm。

（4）清洗剂和擦拭材料

清洗剂可采用化学纯的丙酮、乙酸乙酯、酒精等适宜的溶剂。擦拭材料采用脱脂纱布等柔软的纤维织物作为擦拭材料，这类材料应不含有可溶于上述溶剂的物质。

3．试样

试样宽度为（10～80）mm，长度约为250 mm，除去最外层（３～５）圈胶粘带后，以约300 mm/min的速度解开卷状胶粘带（对片状制品则以同样速率揭去其隔离层），每隔200 mm左右载取１个试样，取４个以上。

试样拉伸变形较大时，允许有不大于3 min的停放时间，使其复原。 取样时不允许手或其他物体接触试样测试段。

4．测试步骤

（1）准备工作

1）将斜面滚球装置调至水平位置，除特殊规定外，将倾斜板的斜角调到30º。

2）用蘸有清洗剂的脱脂纱布，擦洗玻璃表面和聚酯薄膜的两面，再用纱布擦干净。

3）将擦去防锈油的钢球，放入盛有清洗剂的容器内浸泡数分钟，取出后，用清洁的清洗剂和纱布反复清洗擦拭，然后再用干净纱布擦拭干净，清洗后的钢球，应用干净的竹（木，塑料）制镊子等工具夹取。

4）将胶粘带试样粘性面向上地放置在倾斜板上。在规定部位覆上聚酯薄膜作为助滚段。助滚段应平整，无气泡，皱折等缺陷。助滚段以下100 mm范围为测试段。

5）用胶粘带将助滚段两侧及试样下端固定在倾斜板上。必要时，也可以用胶粘带沿测试段两侧边缘加以固定，使试样平整地贴合在板上。

6）用镊子把钢球夹入放球器内，调节放球器的前后位置，使钢球中心位于助滚段起始线上，在正式测试前，一个试样允许作多次测试，但应调节放球器的左右位置，使钢球每次滚过的轨迹不重合。

试样宽度大于25 mm时，以试样25 mm的区域为有效测试区域。 （2）预选最大钢球

1）轻轻打开放球器，观察滚下的钢球是否在测试段内被粘住（停止移动逾5 s以上）。从大至小，取不同球号的钢球进行适当次测试，直至找到测试段能粘住的最大球号钢球。

2）取上述最大球号钢球和球号之相邻的大小两个球，在同一试样上各进行一次测试，以确认最大球号的钢球。

（3）正式测试 取3个试样，用最大球号钢球各进行1次滚球测试。若某试样不能粘住此钢球，可换用球号仅小于它的钢球进行1次测试，若仍不能粘住，则必须从准备开始进行重新测试。

5．测试结果

（1）测试结果以钢球球号表示。

（2）在3个试样各自粘住的钢球中，如果3个都为最大球号钢球，或者2个为最大球号钢球，而另一个的球仅小于最大球号，则测试结果以最大球号表示；如果1个为最大球号钢球，而另两个钢球球号仅小于最大球号，则测试结果以仅小于最大球号的钢球球号表示。

11.2.6 压敏胶粘带持粘性的测试方法

沿粘贴在被粘体上的压敏胶粘带长度方向悬挂一规定质量的砝码时，胶粘带抵抗位移的能力称为持粘性。一般用试片在试验板上移动一定距离的时间或一定时间内移动的距离表示。压敏胶粘带持粘性的测试执行GB 4851-84标准（已改为推荐标准）。

1．测定原理

把贴有试片的试验板垂直固定在试验架上，试片下端悬挂规定质量的砝码。一定时间后测量在试验板上的试片位移量或测定试片位移至完全脱离试验板所需的时间。

2．测试装置

（1）试验架。由可调水平的底座和悬挂，固定试验板用的支架等组成，其结构可参考图11-21。试验架应使悬挂在支架上的的试验板工作面与水平面的角度保持90º。

（2）试验板。材质为YB541-70《不锈耐酸及不起皮钢薄钢板技术条件》规定的1Cr18Ni9Ti不锈钢，其尺寸如图11-22所示。试验板工作面粗糙度为Ra0.2。表面划损的板应及时更换。

（3）砝码。采用钢、铜等金属材料制造。砝码与加载板及圆柱销的总质量应为（1000±10）g。

（4）加载板。材质和尺寸同试验板。其工作面粗糙度应不高于Ra3.2. （5）圆柱销。圆柱销用钢材制造，用于连接砝码和加载板，其尺寸为长约45 mm，直径5 mm。

图11-21 试验架 图11-22 试验板

（6）辊压装置。应符合GB 2792-81《压敏胶粘带180度剥离强度测定方法》的要求。

（7）清洗剂和擦拭材料。应符合GB 4852-84《压敏胶粘带初粘性测试方法》的要求。

（8）量具。最小分度值不大于0.05 mm的游标卡尺。

（9）计时器。可采用任何以秒为计时单位的钟表，必要时也可采用自动计时系统记录测试时间。

3．试片

除去胶粘带试样最外层的3～5圈胶粘带后，以约300 mm/min 的速率解开试样，每隔200 mm左右，在胶粘带中部取宽25 mm，长约100 mm的试片共5个。

试样解卷后，除拉伸变形较大时，允许有不大于3 min的停放时间外，一般应立即裁取试片，进行测试。试片和板的粘贴部位不允许接触手或其他物体。

4．测试步骤

（1）用清洗剂和纱布擦洗试验板和加载板，然后用干净的纱布将其仔细擦干，如此反复清洗3次以上，直至板的工作面经目视检查达到清洁为止。清洗以后不得用手或其他物体接触板的工作面。

（2）按图11-23规定的尺寸，将试片平行于板的纵向粘贴在试验板和加载板中部，用辊压装置以约300 mm/min的线速度在试片上来回辊压3次。

图11-23 粘贴试片示意图

（3）试片在板上粘贴后，应在测试条件（温度23 ℃，相对湿度50 %）下放置20 min。然后把试验板垂直固定在试验架上，轻轻用销连接加载板和砝码。记录测试起始时间。

（4）到达规定时间后，测量试片在试验板上的位移量，或者测定试片位移至脱离试验板的时间。观察测试现象，如试片在试验板上移动时是发生内聚破坏还是发生界面破坏等。

六 测试结果

测试结果取5个试片测试值的最大、最小和算术平均值。其中，位移量数据精确到0.1 mm；时间数据大于1 h的精确到分，1 h以内的精确到秒。

胶粘剂的测试方法 胶粘剂的测试方法 一、胶粘剂的物化性能测试

1、外观：测定胶液的均匀性、状态、颜色和是否有杂质。 2、密度：用密度瓶测定液态胶粘剂的密度。

3、粘度：用涂-4粘度计（秒）和旋转粘度计（Pa.S）进行测试。 4、固化速度：研究胶粘剂固化条件的重要数据。 二、胶接性能测定 胶接强度与许多因素有关：

A、胶粘剂主体材料的结构、性质和配方； B、被粘物的性质与表面处理； C、涂胶、胶接和固化工艺有关； D、胶接头的形式、几何尺寸和加工质量；

E、强度测试的环境如温度、压力、等； F、外力加载速度、方向和方式等。 （一）剪切和抗拉强度：

1、剪切强度：胶接头在单位面积上能承受平行于胶接面的最大负荷。根据受力方式分为：拉伸剪切、压缩剪切、扭转剪切和弯曲剪切。 2、剪切强度的测试方法：

A、单搭接拉伸剪切强度测试方法：此法为最常用的铝片单面搭接方法，其标准尺寸： 试片在测定时应不少于5对，取其算术平均值并观察试片的破坏特征。 B、压缩剪切强度测试方法： 该法用于厚的非金属板材的胶接强度测试。 3、胶接头抗剪强度的因素。

A、胶粘剂的应力集中：由于胶接头的应力分布是不均匀的，剪切加载测试中应力集中在搭接头的端部，渐渐地引起破坏。

B、被粘物和胶粘剂的影响：被粘物的模量E和厚度越大，则应力集中系数越小，胶接头的抗剪强度越大。胶粘剂模量高，应力集中严重，胶接头的抗剪强度就越小。

C、胶粘剂层厚度的影响：根据应力分布：胶层越厚，接头应力集中系数越小，抗剪强度越大。然而，胶层越厚抗剪强度越低。这是因为胶层越厚，内部缺陷呈指数关系增加，使胶层内聚强度下降；胶层越厚，由于温度变化引起收缩应力和热应力等内应力的产生，导致内聚强度的损失。 这并不是说胶层越簿越好，胶层太簿就容易造成缺胶，致使胶接强度下降。因此，一个均匀的簿胶层厚度最好控制在0.03-0.15mm之内。

D、搭接长度的影响 由应力分布可知，应力集中系数随着搭接长度的增加而增加，接头的抗剪强度却下降了。因此，必须确定最佳的搭接测试。 4、抗拉强度的测试

4.1、抗拉强度是指胶接头在单位面积上所能承受垂直于胶接面的最大负荷。

4.2、影响抗拉强度的因素：根据应力分布知，接头的应力集中在胶接边缘上，当边缘应力集中达到一个临界值以上，边缘区胶层发生开裂，裂缝瞬间扩展到整个胶接面。 （二）、剥离和不均匀扯离强度

1、剥离强度：当应力集中在试片胶缝边缘时的拉伸强度。刚性材料（如金属）与柔性材料如橡胶、织物胶接时，需测定剥离强度。 2、剥离强度和不均匀扯离强度的测试方法：

2.1、剥离强度的测试方法：“T”型180度剥离也是标准的“T”剥离。 2.2、不均匀扯离强度的测试方法： 3、影响剥离强度的因素： 3.1、胶接头“线受力”的应力分布

3.2、剥离角对剥离强度的影响 剥离强度随剥离角度的增加而迅速下降，当剥离角接近90度后剥离强度就趋于一个定值。

3.3、胶层厚度的影响 胶层越厚，胶接强度就越低，但不能太薄。 （三）、冲击和持久强度

1、冲击强度：胶粘剂在冲击负荷作用下，产生破坏时单位面积上所做的功。“T”剥离冲去实验主要用来测试胶粘剂的韧性。

2、持久强度：又称蠕变性能，指胶粘剂固化后及反抗恒定负荷随时间作用的能力。 其实验时间较长均需在103H以上。 四）疲劳强度

1、疲劳强度：由于受到不断循环交变的应力作用而使胶头产生疲劳以至被破坏。即在给定条件下对胶接头重复施加一定载荷至规定次数不同引起破坏的最应力，循环次数为107次。

2、影响疲劳强度的因素

2.1、疲劳强度S与疲劳寿命的关系：S=A-KtgN A,K为常数。 2.2、疲劳寿命N与温度的关系：tgN=A+B/T A，B为常数

2.3、应力复变的频率对疲劳强度的影响：tgN=tgb-mtgf b,m为常数，f为频率

因此，疲劳强度随频率减少而有所降低。

热熔压敏胶在剥离时的破坏模式

      

什么是热熔压敏胶 热熔胶粘度 热熔胶的软化点 压敏胶的初粘性

热熔压敏胶在剥离时的破坏模式 压敏胶的剪切粘接性能

热熔压敏胶高温剪切粘接性能和SAFT（剪切粘接失效温度）

剥离粘接力是压敏胶（PSA）技术数据表（TDS）上报告的最重要粘接性能之一。下面的全球性组织提供了几种标准试验方法。试验的几何形状如图所示。

180°剥离试验的全球性标准试验方法 组织 PSTC TLMI ASTM AFERA FINAT

试验方法 101（A, B, C, D, E, F）, 4B L-IA1, L-IA2, L-IA3 D3330（A, B, C, D, E, F）, D5375（A&B） D6252 4001, P11

180°剥离试验的几何形状

180°剥离强度的试验程序如下所述：

1. 用4.5磅的橡胶辊将胶带试样贴在不锈钢板上（每个方向一次）。 2. 以12’’/min的速度剥离胶带；取3次测量的平均值。

根据上述的试验方法，我们在剥离时总能观察到各种破坏的模式。两种剥离力相同的热熔压敏胶表现的破坏模式完全不同是司空见惯的事情。这个事实揭示出两种胶粘剂在剥离作用下具有的流变性质不同。下面是将胶带或标签剥离某些底材时几种可能的破坏模式的描述。除了这几种单纯的破坏模式外，试验条件或配方落在两种不同破坏模式的过渡态时，还会观察到混合破坏模式。

1. 面材撕裂模式：这是纸标签的常见破坏模式。纸张的撕裂强度一般比所用胶粘剂

的内聚力和粘接力要低。

2. 胶转移模式或面材和胶粘剂之间的界面破坏。对于低表面能塑料这样的难粘面材

来说，在剥离时胶粘剂层可能会脱离面材而留在被粘底材表面。

3. 内聚破坏模式（CF）：当胶粘剂的内聚强度低于面材的撕裂强度和粘接力时，在

剥离时胶粘剂可能会断裂。

4. 粘附破坏（AF）或界面破坏：发生在胶粘剂和底材之间。对大部分压敏胶带来说

这是典型或需要的破坏模式。在被粘底材上没有胶粘剂残留。 5. 底材撕裂模式：当被粘底材的内聚强度在所有因素中是最低的一个，就会发生底

材撕裂。在纸张或纸板等较薄弱底材上经常可以看到这种破坏模式。

6. 粘滑振动模式：对于特定的胶粘剂配方来说，尽管整个试验过程中剥离速度是一

样的，但是因为在Tg范围附近胶体出现非常大的伸长或变形，在剥离时的应变速率可能并不稳定。在粘滞点（峰值）的力是最大伸长率的结果。另一方面，紧接峰值后试样充分松弛，没有任何应变速率。因此可以检测到的力非常低，甚至检测不到。出现这种形式的破坏模式时，峰值和谷值的力以及两峰之间的距离（波长，λ）都应该记录下来。

剥离时的破坏模式

破坏模式

按照室温标准试验条件可能在不同的胶粘剂配方上观察到上面的各种破坏模式。在不同的试验温度、剥离速度和剥离角度也可能在同一个配方上观察到它们。

流变学原理

流变或动态力学分析（DMA）是研究物质变形和流动的科学。上世纪80年代以来，这种技术在研究粘弹性和压敏胶粘剂性能之间的相关性方面就已得到广泛应用，压敏胶的这些性能有剥离力、初粘力和持粘力。包括压敏胶在内的几乎所有聚合物都是兼具粘性（能量耗散）和弹性（储能）行为的粘弹性材料。这些行为可以很容易地通过流变仪或动态力学分析仪测定。

就仪器方面来说，流变仪能够向材料施加受控制的交变应变或应力，同时测定得到的复数扭矩或τ*

复数模量（G*），以及施加和得到的正弦波交变应变-应力之间的相位角δ（如图）。复数模量（G*）是G’和G”的矢量和。在这些检测到的参数的基础上，根据所选择的试样几何形状和条件，就可以计算出G’（弹性模量）、G”（粘性模量）和Tanδ（G”和G’的比值，阻尼因子）。

下面就是主要流变学性质的定义和数学方程。

 弹性模量（G’）代表材料通过弹性储存多少能量。

粘性模量（G”）表示材料耗散能量的能力—这些能量通常是通过热的形式耗散掉的。  损耗因子Tanδ（G”/G’）指的是材料粘性和弹性行为的相对重要性。

数学方程：

G* = G’ + iG” 或 (G*)2 =(G’)2 +(iG”)2 Tanδ= G”/G’

所有流变性能都依赖于温度、交变频率和时间。根据时温叠加原理，较低温度下得到的流变性质和用更高频率或更短时间侧得的流变性质基本相同。反之，更高温度下得到的流变性质也和更低频率或更长时间条件下测定的流变性质一样（如图）。

流变学原理

在实际应用中，单次试验使用很长的时间或在非常低的频率下测定压敏胶很费时间，而且也并不现实。因此，

胶的大部分流变学研究都基于固定频率下的温度扫描进行，频率一般是10弧度/秒（或1.59 Hz），另外还有0-3分钟

泡”时间，用来平衡被测压敏胶的温度。大部分热熔压敏胶的温度扫描试验一般都在两个小时以内完成。根据时温等效

人们可以通过温度扫描试验将流变学数据描绘或转换为频率或时间扫描测得的结果。

上世纪80年代以来报道了很多讨论压敏胶性能和流变性质之间相关性的论文。下图表明了流变学性质和主要粘

之间的一般联系。在后面的文章中，我们将逐项讨论如何有效利用这些相关性来设计和开发最优性能的HMSPA配方。

压敏胶最普遍的定义说法如下：

1． 一般定义 采用指触压力就能使胶粘剂立即达到粘接任何被粘物光洁表面的目的。与此同时，如果从被粘物表面揭去时，胶粘剂不污染被粘物表面。此类胶粘剂被称为压敏胶。它的粘接过程对压力非常敏感，故称压敏胶。

2． 学术性定义 压敏胶是一种同时具备液体粘性性质和固体弹性性质的粘弹体，这种粘弹体同时具备“能够承受粘接的接触过程和破坏过程两方面的影响因素和性质”。

大多数热熔胶用户都相信“粘度”的数值对各种涂胶工艺来说都是一个重要的参数。事实情况则是粘度只是确定产品批次之间一致性的一个指标。换句话说，粘度只在质量保证（QA）和质量控制（QC）中才有用。粘度差异是确定你收到的原材料和生产的热熔胶是否是否落在目标规格中的最简单方法。

粘度的定义是：“液体抵抗流动能力的量度”。粘度的单位是泊、厘泊或mPas。粘度还被定义为剪切应力1 cps。剪切应力和剪切速率的比值是粘度的另一种定义为。水的粘度是1 cps。

大多数热熔胶的粘度是通过配有温控加热装置的旋转剪切粘度计测量的。热熔胶的粘度受温度和剪切速率的影响很大。温度和剪切速率越高，粘度就越低。在评价粘度的过程中，热熔胶的粘度随温度的升高和时间的推移而逐渐降低，这是因为开始时处于无规缠结状态的聚合物链段在旋转剪切的作用下逐步解缠并取向。在固定的温度下，大部分聚合物分子链伸展取向时，粘度值稳定下来，我们就把这个粘度值记录为热熔胶的粘度。

粘度和测量时间的关系

在现实应用中，没有人把热熔胶像试验室中测定粘度时那样预先旋转剪切。所以，粘度对涂胶的影响实际上很小。

在你使用热熔涂布机涂胶时，真正影响涂胶容易程度的是你的胶粘剂的粘弹性，而不仅仅是粘度的作用。胶粘剂的弹性越高，相对就越难变形，与弹性小的产品相比，挤出和涂布相对更难。但是这种弹性更高的热熔胶和热熔压敏胶，喷胶和旋流形式会控制得更好或更容易。要确定正确的涂布工艺，对热熔胶的粘弹性预先做出评价非常有用。

软化点是材料软化的程度达到很小的应力就产生显著流动时的温度。大部分热熔胶的软化温度是按照ASTM D-2398 的试验方法通过环球法测量的。软化点受升温速度的影响。如果加热装置不能提供一致的升温速度，测定的软化点有可能就有不同。升温速度越快，观察到的软化点就越高。软化点还取决于使用球的尺寸。使用的球越重，测量到的软化点就越低。标准的钢球尺寸是3/8”（9.5mm）的直径，重量在3.45到3.55g之间。

软化点同加热速度和钢球尺寸的关系

大部分热熔胶用户都期望使用“高软化点”的热熔胶实现更高的耐热性。和粘度的测量一样，软化点也只是评价胶粘剂批次间是否一致的一个指标而已。

软化点不是耐热性，在胶粘剂需要耐高温性能时，用户必须对他们的胶粘剂作出细致的评价。例如，任何APO基热熔胶都可能具有非常高的软化点，但是在实际应用中根本就不能抵抗变形。这是因为，很多APO基的胶粘剂没有足够的内聚力来抵抗受热时分子间和分子内的流动。

要对耐热性做出评价，就必须进行下列试验：剪切粘接失效温度（SAFT）、剥离粘接失效温度（PAFT）或固定高温下的持粘力（剪切）。

初粘性的定义是压敏胶粘剂在非常轻的压力下粘在物体表面的性质。初粘性由胶粘剂快速润湿其接触表面的能力确定。

全世界用来评价热熔压敏胶初粘性的方法有四种。这四种方法是环形初粘力、探针初粘力、滚球初粘性和快粘力。尽管同一种压敏胶使用这些方法得到的数值并不相同，但还是能够区分不同压敏胶的相对粘接性能。下面就列出了各种试验方法的说明。 全世界初粘性的标准试验方法

试验方法 PSTC 16 TLMI Yes ASTM D6195（A） D2979 D3121 AFERA FINAT 9 说明 环形初粘力 探针初粘力 滚球初粘性 快粘力 4015 6 5 环形初粘力在近年来已成为最可靠的试验方法，因为这种方法可以得到重复和一致的数据。现在，大部分胶带和标签生产商在他们公开的产品资料中只报告环形初粘力的数据。市面上已经能找到微处理器控制的环形初粘力试验机。

环形初粘力试样

环形初粘力的试验程序如下。 1. 将压敏胶带样品绕成标准环形。

2. 使得到的环形胶带的有胶的一侧向外与标准试验钢板接触，以设定的速度向回拉。 3. 电子测力传感器或测力计测量初粘力，取五次的平均值。取五次的平均值。

探针初粘力在以前非常常用，因为探针初粘力试验的动作与指触初粘力试验非常相似。现在，只有很少的生产商和终端用户仍然采用这种试验方法。这是因为，由于接触面积太小，这种方法得到的试验数据偏差太大。探针尖端的直径只有5.0 mm。探针初粘力试验机测定的初粘性能对涂布量、涂层表面的平滑性和样品制备方法过于敏感。

探针初粘力试验机 探针初粘力的试验程序如下。

1. 使标准面积的金属探针以100克的载荷与胶粘剂接触1秒钟。 2. 测量探针脱离胶粘剂的力，取五次的平均值。

滚球初粘试验非常简单和便宜，但是试验结果与其他初粘性试验没有可比性。非常粘的胶粘剂并不一定得到很好的滚球初粘性，反之亦然。实际应用中，滚球初粘性对生产现场的在线QC检测来说是一种非常好的试验方法。通过这种简单的方法，很容易在涂布后马上就能测出幅面上涂布的一致性。

滚球初粘试验装置

滚球初粘性的试验程序如下。

1. 操纵控制机构，使钢球从斜槽滚下。

2. 测量斜槽末端到球中心的距离；取五次的平均值。

快粘力可在配有活动滑板的大部分拉伸试验机上进行，其中的活动滑板提供90°的剥离角度。快粘力试验和90°剥离试验的差别就是在试验前没有在快粘力试样上施加压力（例如剥离试验需要2公斤的压力）。尽管这种试验方法有点繁琐，需要另外的附件，但是这种方法的试验结果较为一致，并且可以与90°剥离试验测定的结果进行对比。

90°快粘力

90°快粘力的试验程序如下。

1. 将胶带试样贴合在不锈钢板上，整个过程试样上除了其本身重量外未被施加任何压力。 2. 以12’’/min的速度将胶带以90°的角度剥离，取三次测量的平均值。

指触初粘性在实际的评价中也常用到，这种方法不需要任何设备。很多人相信指触初粘性比上述其他试验更加现实。实际上，指触初粘性不仅过于主观，也非常不科学。除了与皮肤接触的压敏胶外，没有压敏胶是贴在人体皮肤上的。很多变量（如皮肤粗糙度、温度、油脂和汗迹等）都会对指触初粘性的手感造成显著影响。在胶粘剂用户选择适合的压敏胶时，指触初粘性可能对他们造成误导。

指触初粘性

剥离粘接力是压敏胶（PSA）技术数据表（TDS）上报告的最重要粘接性能之一。下面的全球性组织提供了几种标准试验方法。试验的几何形状如图所示。

180°剥离试验的全球性标准试验方法 组织 PSTC TLMI ASTM AFERA FINAT

试验方法 101（A, B, C, D, E, F）, 4B L-IA1, L-IA2, L-IA3 D3330（A, B, C, D, E, F）, D5375（A&B） D6252 4001, P11

180°剥离试验的几何形状

180°剥离强度的试验程序如下所述：

1. 用4.5磅的橡胶辊将胶带试样贴在不锈钢板上（每个方向一次）。 2. 以12’’/min的速度剥离胶带；取3次测量的平均值。

根据上述的试验方法，我们在剥离时总能观察到各种破坏的模式。两种剥离力相同的热熔压敏胶表现的破坏模式完全不同是司空见惯的事情。这个事实揭示出两种胶粘剂在剥离作用下具有的流变性质不同。下面是将胶带或标签剥离某些底材时几种可能的破坏模式的描述。除了这几种单纯的破坏模式外，试验条件或配方落在两种不同破坏模式的过渡态时，还会观察到混合破坏模式。

1. 面材撕裂模式：这是纸标签的常见破坏模式。纸张的撕裂强度一般比所用

胶粘剂的内聚力和粘接力要低。

2. 胶转移模式或面材和胶粘剂之间的界面破坏。对于低表面能塑料这样的难

粘面材来说，在剥离时胶粘剂层可能会脱离面材而留在被粘底材表面。 3. 内聚破坏模式（CF）：当胶粘剂的内聚强度低于面材的撕裂强度和粘接力

时，在剥离时胶粘剂可能会断裂。

4. 粘附破坏（AF）或界面破坏：发生在胶粘剂和底材之间。对大部分压敏胶

带来说这是典型或需要的破坏模式。在被粘底材上没有胶粘剂残留。

5. 底材撕裂模式：当被粘底材的内聚强度在所有因素中是最低的一个，就会发生底材撕裂。在纸张或纸板等较薄弱底材上经常可以看到这种破坏模式。 6. 粘滑振动模式：对于特定的胶粘剂配方来说，尽管整个试验过程中剥离速

度是一样的，但是因为在Tg范围附近胶体出现非常大的伸长或变形，在剥离时的应变速率可能并不稳定。在粘滞点（峰值）的力是最大伸长率的结果。另一方面，紧接峰值后试样充分松弛，没有任何应变速率。因此可以检测到的力非常低，甚至检测不到。出现这种形式的破坏模式时，峰值和谷值的力以及两峰之间的距离（波长，λ）都应该记录下来。

剥离时的破坏模式

破坏模式

按照室温标准试验条件可能在不同的胶粘剂配方上观察到上面的各种破坏模式。在不同的试验温度、剥离速度和剥离角度也可能在同一个配方上观察到它们。

压敏胶的剪切粘接性能

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什么是热熔压敏胶 热熔胶粘度

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热熔胶的软化点 压敏胶的初粘性

热熔压敏胶在剥离时的破坏模式 压敏胶的剪切粘接性能

热熔压敏胶高温剪切粘接性能和SAFT（剪切粘接失效温度）

剪切粘接性能（或持粘力）是压敏胶最重要的性能之一，对胶带方面的应用来说尤其重要。剪切粘接性能是胶带承受在背材相同平面上施加的静态作用力的能力，通常用给定重量引起一定尺寸胶带从竖直平板上松脱的时间来表示。全球剪切粘接性能的主要标准试验方法如图所示。

全球剪切粘接性能的主要标准试验方法 说明 室温下的剪切 试验方法 PSTC TLMI ASTM AFERA FINAT 8 14, 107（A, 7 B, C, D, E, F） D63（B） 4012 D3654（A）

剪切粘接性能试验的几何形状

剪切粘接性能的试验程序（不锈钢表面178°持粘力）如下所述：

1. 使用4.5 lb 橡胶辊将胶带试样贴在不锈钢板上（每个方向各滚压一次）。 2. 将钢板与竖直方向成2o角悬挂，挂上载荷。 3. 纪录胶带从钢板脱离的时间，取五次试验的平均值。

以时间为单位的剪切粘接性能的试验结果很大程度上依赖于试验温度温度和载荷。试验的温度越高，载荷越重，剪切粘接性能越低。剪切粘接试验必须纪录试验温度和单位面积的载荷。

剪切粘接性能和试验温度和载荷的关系

除了室温剪切粘接性能（或持粘力）评价外，对某些终端使用场合来说，有时高温下的剪切粘接性能也很重要。热熔压敏胶试验室一般使用的有两种不同的方法。第一种被称为高温剪切粘接力。试验程序和室温剪切粘接力的评价相同。但是，试验温度一般设定在固定的高温，如60°C、70°C或80°C，而载荷更轻，为1 psi，室温试验则为2或4 psi。这种试验方法用来测定剪切粘接失效时间。另一种被称为SAFT。胶粘剂试样在1 psi的较轻载荷下以固定的升温速度（例如1°C /3 min.）从室温开始稳定升温。SAFT指的是胶粘剂能够承受特定重量的温度上限。聚合物降解、分子结构和使用原料的配比都可能对SAFT结果造成很打的影响。这不是胶粘剂和底材之间粘接力的量度，而是胶粘剂本身在高温下内聚强度或内聚力的量度。升温速率和悬挂载荷都对SAFT的大小有很大的决定作用。升温速度快，将缩短热熔压敏胶在固定温度下的浸没时间，得到的失效温度更高。与室温剪切试验相似，更重的载荷将使热熔压敏胶在高温下的耐剪切性能大大降低，从而降低了失效温度。

SAFT同升温速率和载荷的关系

尽管SAFT（测定失效温度）可以区分热熔压敏胶在高温下内聚强度的差异，但试验结果不能直接和固定高温下的剪切粘接试验（测定失效温度）关联起来。换句话说，具有较高SAFT值的胶粘剂并不意味着在任何高温下也都能坚持更长的时间。在实际应用中，热熔压敏胶的耐热性实际上与高温剪切粘接性能测定的试验结果更有关系。现实的胶粘剂没有一种会在SAFT试验方法的条件下使用。