膠粘劑是一種能夠?qū)煞N或多種材料牢固結(jié)合在一起的物質(zhì)。 膠粘劑種類非常多，按照特性分類一般有熱熔膠、環(huán)氧膠電子膠、UV固化膠、聚氨酯膠、硅膠等，它們都是高分子材料合成的聚合物，在航空、化工、建材和醫(yī)療等領(lǐng)域都有應(yīng)用。
膠粘劑是一種具備粘合特性的高分子材料，通過粘附性和內(nèi)聚力將兩種物體表面粘合連接，固化后具備足夠的強(qiáng)度。為了膠粘劑的可靠性和性能驗(yàn)證，對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試不可少的，本文從兩個(gè)方面(粘接強(qiáng)度與流動(dòng)特性)介紹幾種常見的力學(xué)測(cè)試。
◆ 粘接強(qiáng)度
粘接強(qiáng)度是膠粘體系破壞時(shí)所需要的應(yīng)力，其大小不僅取決于粘合力、膠粘劑的力學(xué)性能、被粘物的性質(zhì)、粘接工藝，而且還與接頭形式、受力情況、環(huán)境因素等有關(guān)。根據(jù)粘接接頭受力情況不同，粘接強(qiáng)度具體可以分為剪切、拉伸、剝離、疲勞等。
1)剪切強(qiáng)度
剪切強(qiáng)度是指粘接件破壞時(shí)，單位粘接面所能承受的剪切力，其單位用兆帕(MPa)表示。按測(cè)試時(shí)的受力方式又分為拉伸剪切、壓縮剪切、扭轉(zhuǎn)剪切和彎曲剪切。
2)拉伸強(qiáng)度
拉伸強(qiáng)度又稱均勻扯離強(qiáng)度、正拉強(qiáng)度，是指粘接受力破壞時(shí)，單位面積所承受的拉伸力，單位用兆帕(MPa)表示。
3)剝離強(qiáng)度
剝離強(qiáng)度是在規(guī)定的剝離條件下，使粘接件分離時(shí)單位寬度所能承受的最大載荷，其單位用kN/m表示。剝離的形式包括90°剝離、180°剝離、T型剝離和曲面剝離。90°剝離和180°適合于剛性材料和撓性材料粘接的剝離，T型剝離用于兩種撓性材料粘接時(shí)的剝離。
4)疲勞強(qiáng)度
疲勞強(qiáng)度是指對(duì)粘接接頭重復(fù)施加一定載荷至規(guī)定次數(shù)不引起破壞的最大應(yīng)力。一般把在10次(可設(shè)定，依據(jù)材料特性而定)的疲勞強(qiáng)度稱為疲勞強(qiáng)度極限。
◆ 流變特性
膠粘劑配方的設(shè)計(jì)和性能驗(yàn)證需要表面化學(xué)、流變學(xué)、破壞力學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的配合。流變學(xué)已被應(yīng)用于模擬膠粘劑涂刷、壓延和壓出等應(yīng)用工藝中的行為，模擬膠粘劑的固化與表征鍵合的性能。
膠粘劑的流變性參數(shù)由流變儀來測(cè)量，流變儀由扭矩傳感器、馬達(dá)、轉(zhuǎn)子和控制系統(tǒng)等構(gòu)成。 依據(jù)樣品的不同，可選用不同的轉(zhuǎn)子和測(cè)試方法，常見轉(zhuǎn)子包括圓筒，錐板和平板等，常見的測(cè)試方法有：流動(dòng)曲線、屈服應(yīng)力、觸變性等。
1)流動(dòng)曲線測(cè)試
流動(dòng)曲線為不同的剪切速率下樣品的粘度，剪切速率的概念是表征工藝過程或手段對(duì)樣品造成的剪切有多大，大多數(shù)樣品都是具有剪切變稀特性。
2)屈服應(yīng)力測(cè)試
屈服應(yīng)力測(cè)試是力和形變的曲線，在一定力的作用下，樣品的形變過程，如果說形變突然變大，那說明樣品已經(jīng)屈服。屈服應(yīng)力在實(shí)際應(yīng)用中較為常見，如硅硐膠屈服應(yīng)力即表征為用多大的力從管里擠出。
3)觸變性測(cè)試
觸變性是膠粘劑的重要特性，可理解為時(shí)間與粘度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)過程中，先施加一個(gè)比較低的剪切，模擬靜止?fàn)顟B(tài)下的行為，突然一個(gè)加速，模擬使用狀態(tài)下的行為，粘度的狀態(tài)一般都會(huì)減低，再回到低剪切的狀態(tài)看它黏度的變化過程。這三個(gè)階段就是分別模擬靜止、使用、再撤掉力恢復(fù)狀態(tài)的過程。
4)黏溫特性測(cè)試
黏溫特性是黏度與溫度變化的相關(guān)測(cè)試，黏度的變化過程是隨著溫度的提升黏度是變化的。
膠粘劑在使用過程中，受環(huán)境影響(如溫度、濕度等)和外力作用(應(yīng)力集中和疲勞)等條件的影響，會(huì)加速材料的老化失效，可通過改善分子設(shè)計(jì)(調(diào)整分子量和熱穩(wěn)定性)和化學(xué)改性方法(接枝、共聚、交聯(lián)和共混等)，進(jìn)一步優(yōu)化其機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性。
