粘合剂的动态粘弹性检测分析

粘合剂的动态粘弹性检测分析




粘附力（粘合剂的应力）是在剥离贴在被粘物上的胶带的过程中产生的。如果用大于粘合力的力垂直拉动胶带，它会从粘合面的边缘依次剥离。粘合强度是随着拉力的增加而开始剥离的力。拉伸粘合剂层直到粘合剂表面开始从被粘物上剥离。外力与伸长率之间存在蠕变（伸长速度）关系。对粘合剂施加动态外力会导致动态应变。压敏粘合剂的性能是根据由该外力和应变之间的关系获得的动态弹性模量的测量结果来考虑的。
测量条件

• 样品形状 直径 φ8mm 厚度 1mm

• 温度范围 -50 to 100℃

• 升温速率 3°C/min

• 测量间隔2℃

• 测量频率 2Hz

• 测量夹具平行板（样品夹在上下平板之间）

• 角振幅 ±0.1 至 0.3deg（与应变有关） 应变：样品变形与原始形状的比率

测量结果分析
在该测量中，测量温度以恒定速率升高，因此观察动态弹性模量与温度之间的关系。动态弹性模量有储能弹性模量G'（Pa）和损耗弹性模量G''（Pa），与温度的关系分别如图1和图2所示。存储在物体内部，损耗模量是向外扩散的分量。图3中的tanδ称为损耗因子，是G″和G'的比值。
　储能模量曲线（图 1）在 -50°C 和 0°C 之间显示出一个陡峭的斜率。在此温度范围内，它从固态转变为凝胶态，在高于0°C的温度侧具有平缓的斜率。显示陡峭斜率的温度范围称为玻璃化转变区，显示缓坡的温度范围称为橡胶态平台。倾向于在橡胶态平台具有高弹性模量（以下简称橡胶模量）的物体具有高分子量。因此，分子链的缠结密度也很高。弹性模量越高，相同外力下的应变越小。当对象为粘合剂时，橡胶的弹性模量越高，从被粘物上剥离时拉伸粘合剂所需的外力就越大。
　此处，橡胶的弹性模量越高，粘合剂的保持力(粘合力)越强，推测储能弹性模量的关系有峰值。
　反之，橡胶弹性模量越低，与被粘物界面的润湿性（粘合性）越好。但是，橡胶的弹性模量越低，胶粘剂越容易拉伸，拉伸力越弱。
　查看损耗模量曲线（图 2），在 -50°C 和 0°C 之间存在峰值。该峰值温度是玻璃化转变温度。从这条曲线我们知道峰值温度，温度越高，物体的分子量越大。损耗模量的高低本身与上述储能模量没有同等意义，但在相同温度下与储能模量的比值（tanδ）具有重要意义。
　观察损耗因数tanδ的曲线（图3），出现如图2的峰值。各峰值温度比图1中的损耗模量的峰值温度移动到高温侧。
　在tanδ峰值温度附近，储能模量G'和损耗模量G''的斜率是相反的，G"更平缓，G"在峰值温度和温度稍高的一侧有更陡的斜率。换句话说，前者的储能下降比能量损失的下降更剧烈，而后者的下降更平缓。tanδ峰（分支以上）越高，表示力/应变产生的能量的扩散成分相对于蓄积成分越大，可以说冲击吸收（扩散）高。
　橡胶储能模量的高低与胶粘剂的粘合（保持）强度评价有关，tanδ峰高与阻尼（冲击吸收）性能评价有关。


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