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粘合劑的動態(tài)粘彈性檢測分析

  • 發(fā)布日期:2022-12-08      瀏覽次數(shù):1341
    • 粘合劑的動態(tài)粘彈性檢測分析


      粘附力(粘合劑的應(yīng)力)是在剝離貼在被粘物上的膠帶的過程中產(chǎn)生的。如果用大于粘合力的力垂直拉動膠帶,它會從粘合面的邊緣依次剝離。粘合強度是隨著拉力的增加而開始剝離的力。拉伸粘合劑層直到粘合劑表面開始從被粘物上剝離。外力與伸長率之間存在蠕變(伸長速度)關(guān)系。對粘合劑施加動態(tài)外力會導(dǎo)致動態(tài)應(yīng)變。壓敏粘合劑的性能是根據(jù)由該外力和應(yīng)變之間的關(guān)系獲得的動態(tài)彈性模量的測量結(jié)果來考慮的。
      測量條件
      • 樣品形狀 直徑 φ8mm 厚度 1mm

      • 溫度范圍 -50 to 100℃

      • 升溫速率 3°C/min

      • 測量間隔2℃

      • 測量頻率 2Hz

      • 測量夾具平行板(樣品夾在上下平板之間)

      • 角振幅 ±0.1 至 0.3deg(與應(yīng)變有關(guān)) 應(yīng)變:樣品變形與原始形狀的比率

      測量結(jié)果分析
      在該測量中,測量溫度以恒定速率升高,因此觀察動態(tài)彈性模量與溫度之間的關(guān)系。動態(tài)彈性模量有儲能彈性模量G'(Pa)和損耗彈性模量G''(Pa),與溫度的關(guān)系分別如圖1和圖2所示。存儲在物體內(nèi)部,損耗模量是向外擴散的分量。圖3中的tanδ稱為損耗因子,是G″和G'的比值。
       儲能模量曲線(圖 1)在 -50°C 和 0°C 之間顯示出一個陡峭的斜率。在此溫度范圍內(nèi),它從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z態(tài),在高于0°C的溫度側(cè)具有平緩的斜率。顯示陡峭斜率的溫度范圍稱為玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū),顯示緩坡的溫度范圍稱為橡膠態(tài)平臺。傾向于在橡膠態(tài)平臺具有高彈性模量(以下簡稱橡膠模量)的物體具有高分子量。因此,分子鏈的纏結(jié)密度也很高。彈性模量越高,相同外力下的應(yīng)變越小。當(dāng)對象為粘合劑時,橡膠的彈性模量越高,從被粘物上剝離時拉伸粘合劑所需的外力就越大。
       此處,橡膠的彈性模量越高,粘合劑的保持力(粘合力)越強,推測儲能彈性模量的關(guān)系有峰值。
       反之,橡膠彈性模量越低,與被粘物界面的潤濕性(粘合性)越好。但是,橡膠的彈性模量越低,膠粘劑越容易拉伸,拉伸力越弱。
       查看損耗模量曲線(圖 2),在 -50°C 和 0°C 之間存在峰值。該峰值溫度是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。從這條曲線我們知道峰值溫度,溫度越高,物體的分子量越大。損耗模量的高低本身與上述儲能模量沒有同等意義,但在相同溫度下與儲能模量的比值(tanδ)具有重要意義。
       觀察損耗因數(shù)tanδ的曲線(圖3),出現(xiàn)如圖2的峰值。各峰值溫度比圖1中的損耗模量的峰值溫度移動到高溫側(cè)。
       在tanδ峰值溫度附近,儲能模量G'和損耗模量G''的斜率是相反的,G"更平緩,G"在峰值溫度和溫度稍高的一側(cè)有更陡的斜率。換句話說,前者的儲能下降比能量損失的下降更劇烈,而后者的下降更平緩。tanδ峰(分支以上)越高,表示力/應(yīng)變產(chǎn)生的能量的擴散成分相對于蓄積成分越大,可以說沖擊吸收(擴散)高。
       橡膠儲能模量的高低與膠粘劑的粘合(保持)強度評價有關(guān),tanδ峰高與阻尼(沖擊吸收)性能評價有關(guān)。


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