粘合劑的動態粘彈性檢測分析

發布日期：2022-12-08      瀏覽次數：1468

粘合劑的動態粘彈性檢測分析




粘附力（粘合劑的應力）是在剝離貼在被粘物上的膠帶的過程中產生的。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）關系。對粘合劑施加動態外力會導致動態應變。壓敏粘合劑的性能是根據由該外力和應變之間的關系獲得的動態彈性模量的測量結果來考慮的。
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（與應變有關） 應變：樣品變形與原始形狀的比率

測量結果分析
在該測量中，測量溫度以恒定速率升高，因此觀察動態彈性模量與溫度之間的關系。動態彈性模量有儲能彈性模量G'（Pa）和損耗彈性模量G''（Pa），與溫度的關系分別如圖1和圖2所示。存儲在物體內部，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，它從固態轉變為凝膠態，在高于0°C的溫度側具有平緩的斜率。顯示陡峭斜率的溫度范圍稱為玻璃化轉變區，顯示緩坡的溫度范圍稱為橡膠態平臺。傾向于在橡膠態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，分子鏈的纏結密度也很高。彈性模量越高，相同外力下的應變越小。當對象為粘合劑時，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tanδ的曲線（圖3），出現如圖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。
　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/應變產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，tanδ峰高與阻尼（沖擊吸收）性能評價有關。


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