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利用CAT（離心粘結力測試）技術定量測定膠帶性能

發布時間：2024/9/20 點擊：1029

關鍵詞：粘附力

概述：對于很多應用來說，需要收集膠帶在拉伸和剪切力下的行為數據用以了解材料的整體特性，所以分析剝離強度時需要考慮負載垂直和平行于接觸面的情況，即剝離角度90度和180度。本文介紹了用分析離心法定量測定抗拉強度和抗剪強度的新方法。

剝離強度非常重要，它是指粘貼在一起的材料，從接觸面進行單位寬度剝離時所需要的最大力，單位為：牛頓/米（N/m）。對于很多應用來說，需要收集膠帶在拉伸和剪切力下的行為數據用以了解材料的整體特性，所以分析剝離強度時需要考慮負載垂直和平行于接觸面的情況，即剝離角度90度和180度。本文介紹了用分析離心法定量測定抗拉強度和抗剪強度的新方法。

所有測量均采用CAT技術(離心粘結力測試)進行。

CAT技術的測試原理利用前文已有介紹，請參閱：粘結力/附著力/粘結強度分析儀Adhesion Analyser LUMiFrac®

圖1 測試原理及樣品

比較8種單面和雙面壓敏膠帶的抗拉強度

對8種壓敏膠粘帶進行了比較。膠帶的組成不同，即載體材料和粘合層不同。載體材料的范圍從薄的透明箔(a, c, e, g)到更厚的聚合物板(h)到彈性泡沫(b, d, f)。每種膠帶類型的抗拉強度被測定了四次。制備和測試采用了相同的條件。圖2給出了確定的強度和相應的失效模式。平均強度值(紅色虛線)范圍從0.15 MPa到0.58 MPa。帶箔載體材料(a, c, e, g)的膠帶表現出類似的失效模式，從載體(g除外)的粘接層出現部分分層，但平均強度有顯著差異。泡沫載體在泡沫內部表現出部分(d、f)或全部(b)內聚破壞。強度值必須反映膠帶的總體特性，即結合了粘合劑、附著力促進劑和載體材料的性能。

圖2 8種不同膠帶類型的拉伸強度比較(左)和相應的失效模式(右)

拉伸強度和剪切強度與固定壓力的關系

對一種用于安裝鍵盤的商用雙面膠粘帶的性能進行了研究。制備了用于測定抗拉強度和抗剪強度的試樣，并在貯存過程中施加了不同的壓力。結果表明，沒有施加壓力的拉伸試樣的強度低于加壓試樣。對于20 N和30 N的儲存壓力，合成強度沒有明顯的變化。剪切應力的測量結果(圖3右)顯示，施加壓力時，強度只略有增加。

圖3 抗拉強度(左)和抗剪強度(右)與儲存過程中暴露固定壓力的關系

施加正弦循環負載抗疲勞測試

對4個未施加外部壓力存儲的樣品，選用load-to-failure模式的SOP進行測試。其余的樣品用以正弦循環試驗，施加的最大負載低于load-to-failure測試所得斷裂強度（見下圖4的左半部分）。這個疲勞試驗選用的最小負載為5N，最大負載為10N，頻率為4/分鐘（66.7mHz)

圖4為無壓力(左)和30 N(右)條件下的剪切試樣的疲勞強度。與耐壓循環相比，無壓力保存的試件在13 ~ 20個循環中發生破壞，而在30 N壓力載荷下保存的試件在33 ~ 61個循環中發生破壞，耐壓次數是無壓力保存的試件的兩倍。從圖3的結果可以看出，儲存條件之間只有很小的差異，在負載控制疲勞測試中也可以進行區分。

圖4 非加壓(左)和加壓保存試樣的剪切抗疲勞性能

結論

· CAT技術科儀對不同類型的膠帶進行快速表征和強度比較。

· 在儲存過程中施加壓力，會影響膠帶強度。壓力對測試膠帶強度的影響取決于負載的類型(拉伸或剪切力)。

· 使用正弦載荷循環進行疲勞測試，可以區分非壓力存儲條件和壓力存儲條件

轉載自LUM儀器公眾號

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