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粘接强度是什么?粘结强度受什么影响?

2022.06.22 10:43:12   Clicks

 


什么是粘结强度?


粘接强度是什么?粘结强度受什么影响?


粘接强度又称胶接强度、胶粘强度,是指在外来作用下,使粘接件中的胶黏剂与被粘接材料界面或其邻近处发生破坏所需要的应力。由于粘接力无法以破坏的形式测得,因此,通常评价粘接体系力学性能的指标是粘接强度而不是粘接力。

 

粘接强度是粘接体系破坏时所需的应力,其大小不仅取决于粘接力、胶黏剂的性能、被粘接材料的性质、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、应力、介质)和测试条件、试验技术等有关。

 

根据粘接接头受力情况的不同,粘接强度具体可分为剪切强度、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、持久强度、疲劳强度、抗蠕变强度等。在静态力学性能中最重要的是剪切强度和剥离强度。具体跟着拜高一起来看下!

 

1、剪切强度


剪切强度是指粘接件破坏时,单位粘接面积所能承受的剪切力,其单位可用MPa表示。剪切强度按测试时的受力方式又分为拉伸剪切强度、压缩剪切强度、扭转剪切强度和弯曲剪切强度等。

通常给出的剪切强度数据都是单搭接拉伸剪切强度。压缩剪切多用于测试较厚材料的粘接强度﹔扭转剪切只发生完全的剪切,而无扯离力,受试样大小和胶层厚度的影响很小,比拉伸剪切和压缩剪切优越得多,宜用于代替螺接和螺栓固定的强度测试。

 

2、拉伸强度


拉伸强度又称均匀扯离强度、正拉强度。是指粘接件受力破坏时,单位面积所承受的拉伸力,单位为MPa。

 

因为拉伸比剪切受力均匀得多,所以一般胶黏剂的拉伸强度都比剪切强度高很多。在实际测试时,试样在外力作用下,由于胶层的变形比被粘接材料大,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,在扯断时就不可能出现同时断裂。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,使应力分布更为均匀。弹性模量、胶层厚度、试验温度和加荷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负荷,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。随着剥离角的改变,剥离形式也变化。当剥离角小于或等于90℃时为L型剥离,大于90℃或等于180℃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。

 

剥离强度受试样宽度和厚度、胶层厚度、剥离速度、剥离角度等的影响。金属试样的宽度对剥离强度无影响,而挠性材料则不同,例如橡胶伸长变形较大,相当于剥离界面处的宽度减少,会引起边缘应力集中,而使剥离强度降低。为了避免这种影响可在橡胶上衬一层布。试验表明,衬布比不衬布测得的剥离强度要高,在橡胶薄的试样中表现更为明显。这是因为橡胶衬布伸长变形减小,有效剥离宽度较大,剥离界面力的分布比较均匀。所以衬布能够比较准确地反映剥离强度的真实结果。

 

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负荷,因为负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负荷而破坏时,单位粘接面积所消耗的最大功,单位为kJ/m2或J/m2。冲击强度实际上是断裂能,而不是强度。

 

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型剥离冲击等。冲击强度的大小受胶黏剂韧性、胶层厚度、被粘接材料种类、试样尺寸、冲击角度、环境湿度、测试温度等影响。胶黏剂的韧性越好,冲击强度越高。当胶黏剂的模量较低时,冲击强度随胶层厚度的增加而提高。

 

6、持久强度


持久强度就是在一恒定温度下,在规定时间内,单位粘接面积所能持续承受的最大静负荷,单位为MPa。通常又把在10000h的持久强度称为持久强度极限。持久强度受加荷应力和试验温度的影响,随着加荷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负荷至规定次数不引起破坏的最大应力。通常把在107次时的疲劳强度称为疲劳强度极限。

 

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

 


影响粘接强度的因素


 

影响粘接强度的因素有多种,粘接强度与胶黏剂本身的结构和性能有关,同时,还与被粘接材料的表面结构、接头设计和粘接工艺有关。

 

就胶黏剂本身而言,胶料的相对分子质量大、胶黏剂交联密度高、有韧性以及具有较多的极性基团等都可以提高粘接强度﹔而对于被粘接材料的表面结构来说,适当的粗糙度,较高的极性也可以有效地提高粘接强度。其次,接头设计、胶层厚度、固化温度、固化压力、固化时间、环境因素等粘接工艺也是重要的影响因素。


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