粘附強(qiáng)度是指膠粘劑粘結(jié)到基底材料上的粘接強(qiáng)度衡量標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)膠粘劑粘接到一個(gè)物體上或者表面上時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)許多物理的,、機(jī)械的和化學(xué)的力，它們彼此之間會(huì)相互影響,。在產(chǎn)品能夠被應(yīng)用之前需要測(cè)試這些力,。大量的不同膠粘劑產(chǎn)品、基底材料和應(yīng)用以及諸如膠水,、霜,、凝膠,、涂料和油漆等產(chǎn)品的粘附力特性都需要不同的粘合試驗(yàn),。

1. 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品,，選用不銹鋼（材料編號(hào)為1.4301）,，用于粘附體,、基座和壓型塊。10毫米直徑的壓型塊有78.5 mm²的粘結(jié)面積,。

用砂紙（粒度為K1200）濕磨和拋光,，機(jī)械處理壓型塊和基座。清除拋光膏后,，用己烷清洗,，并用無(wú)纖維布擦拭,。另一個(gè)清洗程序是，壓型塊和基座被放入乙醇中,，并在超聲波?。l率40 kHz）中處理20分鐘。之后,，取出所有的部件，并在常溫下?lián)]發(fā)干燥,。

我們使用TSU-L壓型塊來(lái)進(jìn)行測(cè)試，一個(gè)壓型塊的質(zhì)量大約是37.04 g,，它與旋轉(zhuǎn)軸的距離是62.8 mm。

連接過(guò)程如圖1所示,。膠粘劑用于帶有直接置換管道的壓型塊（a），以確保重復(fù)使用7 μl的量,。引導(dǎo)套筒放置在樣品表面（b）,，壓型塊插入（c）并與樣品（d）粘結(jié)。膠粘劑的固化條件如表1所示,。

圖1 測(cè)試樣品的制備

80°C溫度下固化3小時(shí)后,，從烘箱中取出測(cè)試樣品,，然后在測(cè)試前一小時(shí)冷卻至室溫。

表1 固化條件

1. 測(cè)試程序

使用LUMiFrac粘附強(qiáng)度分析儀進(jìn)行測(cè)試，如圖2所示,。離心技術(shù)的試驗(yàn)原理是基于旋轉(zhuǎn),。在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中,，離心力,。

圖2 LUMiFrac粘附強(qiáng)度分析儀

其中,，m是旋轉(zhuǎn)質(zhì)量,，?是旋轉(zhuǎn)速度，r是旋轉(zhuǎn)軸的距離,。旋轉(zhuǎn)速度的增加會(huì)導(dǎo)致負(fù)載增加。如果負(fù)載超過(guò)了樣品的粘附強(qiáng)度,，試驗(yàn)壓模塊就會(huì)在引導(dǎo)套筒內(nèi)向外移動(dòng),。試驗(yàn)壓模的分離也會(huì)被自動(dòng)檢測(cè)到,。使用SEPView測(cè)量軟件,，可計(jì)算斷裂力和粘附強(qiáng)度,。

圖3

該儀器通過(guò)USB連接到電腦上,。接口用于控制儀器（測(cè)試參數(shù)的傳輸）和結(jié)果的傳輸,。當(dāng)前的轉(zhuǎn)子-轉(zhuǎn)速被不斷地傳送到電腦軟件,。斷裂時(shí)刻的轉(zhuǎn)速和斷裂時(shí)間被保存到相關(guān)的樣品位置,。

將準(zhǔn)備好的樣品插入到模塊中進(jìn)行裂縫檢測(cè),，然后放置在轉(zhuǎn)子上。之后,，關(guān)閉轉(zhuǎn)子和離心機(jī)蓋,。圖4顯示了帶有8個(gè)通道（測(cè)試位置）的LUMiFrac的轉(zhuǎn)子,。

圖4 有8個(gè)通道的LUMiFrac轉(zhuǎn)子

在啟動(dòng)軟件后,，選擇所用的壓型塊,，并輸入與樣品位置相關(guān)的樣品編號(hào)。接下來(lái)選擇負(fù)載變化并增大,，初始化數(shù)據(jù)記錄開(kāi)始離心,。測(cè)試完成后，記錄的數(shù)據(jù)被導(dǎo)出到Excel中,。

1. 結(jié)果

所有的測(cè)試都是在10 N/s的線性負(fù)載增加的條件下進(jìn)行的。離心機(jī)內(nèi)的溫度被設(shè)置為20°C,。圖5顯示在測(cè)試過(guò)程中轉(zhuǎn)速和溫度的變化,，垂直的紅色虛線為故障時(shí)間,。

圖5 轉(zhuǎn)速和溫度隨時(shí)間的變化

表2給出了與Loctite 435粘結(jié)的試樣的測(cè)試結(jié)果,。

表2 Loctite 435在25℃下固化24小時(shí)的結(jié)果

斷裂力范圍：512 N-647 N

圖6 Loctite 435的破壞形態(tài)

圖6顯示了與Loctite 435粘結(jié)的樣品（上部區(qū)域的不銹鋼壓型塊和下面的基座）的失效模式。所有的樣品都顯示出粘性的失效,。大多數(shù)氰基丙烯酸酯膠粘劑留在了壓型塊上,。環(huán)形的隆起物（膠粘劑）在所有的基座上都可見(jiàn)。

表3 Lumifrac粘附強(qiáng)度分析儀與傳統(tǒng)拉力機(jī)的對(duì)比

由表3可知,，相比傳統(tǒng)拉力機(jī),，Lumifrac粘附強(qiáng)度分析儀具有測(cè)試快速、重復(fù)性好等特點(diǎn),。

1. 結(jié)論

由此可見(jiàn),，lumifrac粘附強(qiáng)度分析儀可快速有效的用于膠粘劑的粘附強(qiáng)度的測(cè)試，這對(duì)粘合劑,、密封劑,、層壓板、電子儀器,、化妝品,、醫(yī)療設(shè)備包裝、普通包裝的密封強(qiáng)度以及一些非常重視粘接強(qiáng)度測(cè)量的研究和質(zhì)量控制有很大的意義,。

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