胶粘剂和粘接的试验方法汇总

大连连晟 7月20日

 有许多理由都需要进行胶粘剂和粘接试验,其中一些是:

  (1)性能比较(拉伸、剪切、剥离、弯曲、冲击和劈裂强度;耐久性、疲劳、耐环境性和传导性等)。

  (2)对每批胶粘剂进行质量检查、确定是否达到标准要求。

  (3)检验表面及其处理的有效性。

  (4)确定对预测性能有用的参数(固化条件、干燥条件、胶层厚度等)。

  试验对于材料科学和工程的各个方面都十分重要,尢其是对胶粘剂显得更为重要。试验不仅能测定胶粘剂的本身强度,而且还能评价粘接技术、表面清洁、表面处理的有效性、表面腐蚀、胶粘剂涂布、胶层厚度和固化条件等人们非常关心的问题。

  本章首先一般性地讨论粘接接头试验的各种类型。包括一些比较重要的试验,继而列出某些学科领域中有关的ASTM方法和实践以及SAE航天局推荐的方法(ARP/s)。

  拉伸

  单纯拉伸试验是负荷作用垂直于胶层平面并通过粘接面中心的试验。ASTMD897粘接接头拉伸强度测试方法是保留在ASTM中有关胶粘剂最古老的方法之一。对于试验所用试件和夹具的制作必须给予重视。由于设计不妥,试验时会产生边缘应力,有很大的应力集中,所得到的应力数据进行类推求算不同。粘接面积或不同构形接头的强度很可能是不真实的。因此,D897已被D2095(条型和圆棒试件拉伸强度测试方法)所代替。这种试件按照ASTMD2094(粘接试验中条型和圆棒试件的制备)标准制作,很容易调整同心度。如果正确地制作试件和进行试验,便能较精确地测定拉伸粘接强度。拉伸试验是评价胶粘剂最普通的试验。尽管是有经验人员设计的接头,也不能保证加荷时完全是拉伸形式。大多数结构材料都比胶粘剂的拉伸强度高。拉伸试验的优点之一是能得到最基本的数据,如拉伸应变、弹性模量和拉伸强度。

  加利福尼亚理工学院的维谦斯及其同事对拉伸试验的应力分布进行了分析,发现除非是当胶粘剂与被粘物的模量相匹配时,应力在整个试件里的分布是不均匀的。这种模量的差异造成了剪切应力沿界面传递。

  剪切

  单纯剪切应力是平行于粘接面所产生的应力。单搭接剪切试件不能代表剪切,但却很实用,制作比较简单,测得的数据有实用价值、重复性好。

  剪切试验是很普通的试验(对比下列的几种试验),因其试件制备容易,且几何形状和操作条件对很多结构胶粘剂都适用。与拉伸试验一样,剪切试验的应力分布也是不均匀的,破坏应力是按常规方法将负荷除以粘接面积而得胶层里承受的最大应力要比平均应力高得很多。胶层受到的应力与纯剪切不同。粘接的"剪切"接头的破坏形式与胶层厚度和被粘物的刚度有关有时以剪切破坏为主,有时以拉伸破坏为主。

  目前所用的剪切试验方法,除了ASTMD1002之外,还有ASTMD3163,它与ASTMD1002相比,构形几乎相同,只是厚度不同。该方法解决了胶粘剂易从边缘挤出来的问题ASTMD3165(层压复合的胶粘剂们拉伸剪切强度测试方法)说明了如何制备试件来测定夹层结构的拉伸剪切强度。双搭接剪切试的标准为ASTMD3528(双搭接粘接接头拉伸剪切强度测试方法),其优点是受力比较均衡。从而减小了单搭接试验中的劈裂应力和剥离应力。但也带来了新的问题:测试时两个或更多的胶层同时受力,比较试验就可能复杂化。

  压缩剪切试通常也用ASTMD2182(金属对金属粘接压缩剪切强度测定方法)对试件与搭接剪切的相似性和压缩剪切试验设备进行了说明。ASTMD905(粘接接头压缩剪切强度测试方法)是测定木材(硬木等)剪切强度的试验。ASTME229是测定扭转剪切强度和扭转剪切模量的试验。如果试件合适,且加荷时同心度良好,则在E229中胶层比搭接剪切试验应力分布更均匀。

  剥离

  剥离试验用于测定柔韧性胶粘剂承受局部应力集中的能力。剥离力被认为是作用在一条线上,即是线受力。被粘物越柔软,胶粘剂模量越高,则面受力就越趋于线受力,因此应力就很大。由于受力面积取决于被粘物与胶粘剂的厚度和模量,所以很难估算,故一般认为作用应力和破坏应力是线受力,即牛顿/厘米(N/cm)。对于薄片金属被粘物较为广用的是T-剥离试验(ASTMD1876)。在这种试验中负荷全部传给接头,因此测得的剥离强度比其他形式的剥离试验都低。

  弹性体胶粘剂的剥离强度与胶层厚度有关,随着胶层厚度增加,胶粘剂因其弹性变形,而使粘接面积增大。接头在同样受力时,拉伸应力分布就宽,应力集中程度也小,所以剥离强度相对也要高一些。T-剥离试验是一种经常使用的试验方法。这种试验主要是测定两种柔韧性被粘物粘接接头对剥离的抵抗力。试件宽25.4mm、厚度通常为0.5mm、长304.8mm,被粘部分长度仅为228.6mm。"Bell"剥离试验是试件在25.4mm的钢辊上以固定半径剥离。试件由一薄金属片(厚度约0.635mm)与另一在测试中不产生塑性变形的金属片(厚度为1.6mm)粘接而成,它与T-剥离角度稍有不同,测得的数值比T-剥离试验的稍高,试验重复性较好。ASTMD1781是金属对金属爬鼓剥离试验方法,以直径为100mm的转动鼓得到固定的剥离半径。Bell试验和爬鼓试验所采用的装置都是为了稳定剥离角,但这种固定剥离半径的方法,并不能保证剥离半径为定值。因为高模量的金属对其与钢辊或鼓的紧密配合起了抵抗作用。在这两种方法中,有很大的能量消耗于金属产生变形,因此对于一定的胶粘剂而言,它们所测得的剥离强度要高于T-剥离试验。

  ASTMD3167是测定胶粘剂浮辊剥离强度的试验。试件是由柔性被粘物与刚性的被粘物粘接而成,适用于测定半可挠曲的被粘物贴面粘接在硬质基材上的剥离强度。此法对验收和工艺控制特别有用,可作为ASTMD1781(爬鼓试验)的另一种可供选用的方法。此法由于剥离角度大,所以操作较严格。

  ASTMD903是粘接接头的剥离或撕裂强度的测定方法。这是一个标准1800剥离试验,被粘物之一应有足够的柔韧性,以使它能折叠。测定时从较刚硬的基材(如相当厚度的金属、塑料、玻璃、木材等)上剥离下柔韧的箔、膜或带。此法主要用于测定胶粘带以及橡胶、织物、薄膜等弹性或柔软材料贴在刚性被粘物上的剥离强度。

  劈裂

  劈裂和剥离都是线受力,破坏从端部开始。如果被粘物足够厚,刚性较大,负荷作用在试件一端并与粘接面垂直,被粘物不出现屈服变形,接头破坏则是突然发生的,这就是劈裂。ASTMD3807说明了用于工程塑料粘接的胶粘剂劈裂剥离的测定方法。

  蠕变

  粘接结构在使用中承受持久性负荷,特别是有振动存在的情况,胶粘剂的耐蠕变性是非常重要的。ASTM标准有两个方法是测定蠕变的。ASTMD2293是金属对金属粘接压缩剪切蠕变性能的测定方法,而ASTMD2294是金属对金属粘接,拉伸剪切蠕变性能的测定方法。ASTMD1780是进行蠕变试验的标准实践,这是一个通用测试方法,对于一个单搭接试件施加一个恒定的负荷,用显微镜监测胶层边缘的细刻线,记下随时间而变化的变形量。由于蠕变受温度的影响,测定时一定要在恒温下进行。

  疲劳

  虽然静态强度试验对于许多粘接应用选择胶粘是有用的,但却没有包括应力间断性作用的恶劣条件,即是疲劳。所谓接头的疲劳是指由于受到不断循环交变的应力作用而使接头强度会随时间延长不断地下降直至发生破坏的现象。在使用时经受巨大振动的接头似乎对疲劳最为敏感。因此,在一个粘接接头用到实际构件上之前,测定模拟使用条件下的疲劳强度是非常必要的。ASTMD3166(粘接拉伸剪切疲劳性能测定方法)虽然是用于金属对金属接头,但对于塑料被粘物也可用。所有的试件为ASTMD1002单搭接剪切接头形式,试验是在专用的拉伸试验机上进行,这种试验机能施加周期性或正弦波式负荷。通常在高到1800周/min或更高状态下进行疲劳试验,记录交变应力中的最大应力S,以发生破坏的交变循环次数N的对数作图,可得到接头的S-N疲劳曲线,这也是最为常用的方法。

  冲击

  冲击试验主要用来测定胶粘剂韧性的,即是测定胶粘剂在瞬间缓冲或吸收外力作用的能力。从根本上说,这些试验都是测定胶粘剂对加荷速率的敏感性。ASTMD950(粘接接头的冲击强度测试方法)说明了剪切试件受冲击力时的摆锤试验方法。试验结果是以试件受到冲击力作用而破坏时每单位粘接面积所吸收的能量(KJ/m2)来表示的。有些试验机是采用重力加速冲击法,利用一系列重量自由下落到试件上,此时破坏负荷等于重量乘以下落高度。其他先进的仪器是利用压缩空气,使负荷作用时间缩短到10-5s。

  耐久性

  很多ASTM试验和实践都可测定试件的耐久性,但其中最重要的是楔子试验。ASTMD3762介绍了在平接的铝试件胶层里嵌入一个楔子,因而在引起裂纹尖端区域产生拉伸应力。之后将受力试件暴露于湿热环境,或其他所要求的环境。然后计算裂纹随时间的增长,并判断破坏类型。这个试验基本上是定量的,但对于被粘物的表面处理参数和胶粘剂的环境耐久性应区别对待。

  标准试验方法汇集

  1老化

  (1)ASTMD1183-70(1981)--胶粘剂耐循环实验室老化条件的标准试验方法。

  (2)ASTMD1581-60(1984)--玻璃瓶标签用水基或溶剂、可溶液体胶粘剂粘接耐久性的标准试验方法。

  (3)ASTMD1713-65(1981)--自动装置密封顶盖纤维板试件用水基或溶剂、可溶液体胶粘剂粘接耐久性的标准试验方法。

  (4)ASTMD3632-77(1982)--用氧压法对粘接接头进行加速老化的试验方法。

  2淀粉物质

  ASTMD1488-60(1981)胶粘剂中的淀粉物质的标准试验方法。

  3灰分含量

  美联邦试验方法标准175B,4032.1法--胶粘剂的灰分含量。

  4生物降解

  (1)ASTMD1382-64(1981)--胶膜对蟑螂侵袭敏感性的标准试方法。

  (2)ASTMD1383-64(1981)--干胶膜对实验室小鼠侵袭敏感性标准试验方法。

  (3)ASTMD1877-77--在霉菌条件下多层板胶粘剂粘接接头耐久性标准试验方法。

  (4)ASTMD4299-84--细菌污染对胶粘剂制备和胶膜影响的标准试验方法。

  (5)ASTMD4300-84--霉菌污染对胶粘剂制备和胶膜耐久性影响的标准试验方法。

  5粘连点

  ASTMD1146-53(1981)--潜性胶层粘连点的标准试验方法。

  6性能鉴定

  ARP1610--物理化学定性方法-环氧胶粘剂和预测树脂体系。

  7化学试剂

  ASTMD896-84--粘接接头耐化学试剂的标准试验方法。

  8劈裂

  ASTMD1062-78(1983)--金属对金属粘接劈裂强度的标准试验方法。

  9劈裂/剥离强度

  ASTMD3807-79--胶粘剂的拉伸劈裂/剥离强度的标准试验方法(工程塑料对工程塑料的粘接)。

  10腐蚀

  ASTMD3310-74(1983)--测定胶粘剂腐蚀性的标准推荐方法。

  11蠕变

  (1)ASTMD1780-72(1983)--金属对金属胶粘剂粘接进行蠕变试验的标准推荐方法。

  (2)ASTMD2293-69(1980)--胶粘剂压缩剪切的蠕变性质标准试验方法(金属对金属)。

  (3)ASTMD2294-69(1980)--胶粘剂拉伸剪切的蠕变性质标准试验方法(金属对金属)。

  (4)GB7750-86--胶粘剂拉伸剪切的蠕变性质试验。

  12密度

  ASTMD1875-69(1980)--液态胶粘剂密度的标准试验方法。

  13耐久性(包括大气老化)

  (1)ASTMD1151-84--湿度和温度对粘接影响的标准试验方法。

  (2)ASTMD1828-70--粘接接头与结构大气曝晒的标准方法。

  (3)ASTMD2918-71(1981)--测定受剥离应力作用的粘接接头耐久性的标准方法。

  (4)ASTMD2919-71(1981)--测定在拉伸剪切应力作用下粘接接头耐久性的标准方法。

  14电性质

  ASTMD1304-69(1983)--用作电绝缘材料胶粘剂的标准试验方法。

  15电解腐蚀

  ASTMD3482-76(1981)--测定胶粘剂对铜的电解质腐蚀的标准方法。

  16疲劳

  ASTMD3166-73(1979)--胶粘剂拉伸剪切疲劳性能的标准试验方法(金属对金属)。

  17填料含量

  ASTMD1579-60(1981)--苯酚、间苯二酚和三聚氰胺类胶粘剂填料含量的标准试验方法。

  18弯曲强度

  (1)ASTMD1184-69(1980)--粘接复合层压板胶粘剂的弯曲强度标准试验方法。

  (2)ASTMD3111-76(1982)--用圆棒弯曲试验法测定热熔胶柔性的标准方法。

  19流动性

  ASTMD2183-69(1982)--胶粘剂流动性的标准试验方法。

  20劈裂断裂强度

  ASTMD3433-75(1980)--粘接接头劈裂断裂强度标准试验方法。

  21高温影响

  ASTMD2295-72(1983)--在高温下胶粘剂拉伸剪切强度的标准试验方法(金属对金属)。

  22氢离子浓度(PH)

  ASTMD1583-61(1981)--氢离子浓度的标准试验方法。

  23冲击强度

  (1)ASTMD950-82--胶粘剂粘接件冲击强度的标准试验方法。

  (2)GB6328-84--胶粘剂粘接件的冲击强度试验方法。

  

【商闻天下】商务部王受文:世贸组织成员认为中国认真履行义务、对部分成员提出的关注和建议增信释疑、对个别成员的不实指责给予有力回应

国际商报e商讯

中国商务新闻网讯 世界贸易组织对中国第七次贸易政策审议13日在日内瓦结束。

率团参加本次审议的中国商务部副部长、国际贸易谈判副代表王受文在审议结束后对记者表示,在这次审议中,世贸组织成员对中国这两年的经济发展和贸易政策方向给予了充分肯定,认为中国认真履行成员义务,为其他成员带来了机会和好处,中国的改革开放没有止步。同时,他们高度赞赏中国对多边贸易体制的贡献,由衷感谢中国对发展中国家和最不发达国家给予的帮助。

他说,此次审议中也有部分成员对中国的贸易政策提出了一些关注和建议。对此,中国代表团努力增信释疑、澄清误解,希望可以帮助成员更好地理解中国的政策和做法。同时,对个别成员的不实指责,中国代表团也给予了有力回应。

贸易政策审议是与谈判、争端解决并列的世贸组织三大功能之一,旨在促使成员之间相互就贸易政策提出问题、表达关注,是成员相互了解经贸政策走向和承诺执行情况的重要透明度机制。根据世贸组织规则,所有成员均定期接受审议。

延伸阅读:WTO对中国第七次贸易政策审议结束:肯定中国对全球贡献
据央视网7月14日报道,13号,世界贸易组织(WTO)对中国第七次贸易政策审议在日内瓦结束。本次审议是在11号和13号两天进行的。审议期间,世贸组织成员所提出的问题和发言的数量再创历史新记录,42个成员国提出1963个书面问题,并有70位成员发言。对于美方指责,中方代表也自信应对。参与审议的各方普遍认为,中国这两年的经济发展和贸易政策方向给全球的发展带来了机会。

审议结束后,中国代表团举行了媒体吹风会,介绍本次审议的有关情况。这也是继12号在世贸组织举行中外媒体宣介会后,又一次对媒体进行全面阐述。

面对美方的指责 中方从容应对

据新华社11日报道,审议过程中,美方代表对中方做出了一些指责,称中方是重商主义者。外媒也称,世贸组织在其发布的《中国贸易政策审议报告》里写道,中国政府援助国有企业及限制外国企业进入等,持续干预经济活动,市场仍处于封闭状态。

对于来自于美国等方面的指责,中国大使张向晨曾于《人民日报》撰文称,加入世贸组织时,对方告诉中国这是参加国际篮球比赛,篮筐不会为中国而降低;但如今,却有人提出要专门为中国设置篮筐的高度,“对于有人硬扣给中国的、包括"重商主义"在内的几顶大帽子,我们当然会敬谢不敏。”

中国经济仍是全球经济增长的主要动力

据《人民日报》14日报道,在11日举行的会议中,世贸组织成员对世贸组织秘书处独立撰写的关于中国的《贸易政策报告》和中国政府提交的《政策声明》这两份文件进行审议。《贸易政策报告》是世贸组织对过去两年来中国贸易政策的总体评估,《政策声明》是中国政府对过去两年来中国贸易政策实施情况的全面介绍。

贸易政策审议是世贸组织的“规定动作”,世贸组织成员的贸易及相关政策必须定期接受世贸组织审议。贸易政策审议机制通过定期监督和全面审查各成员贸易政策及其实施情况,增强成员贸易政策的透明度,敦促成员遵守世贸组织规则和承诺,切实承担义务和责任。

审议会议是多边贸易体制中的“民主生活会”,这种集体评议虽并不形成有约束力的决定,但评议结果会产生国际影响,促使成员改进,对维护多边贸易体制平稳运行有着重要作用。

世贸组织根据成员的贸易规模将审议周期分为不同档次。贸易额排名世界前四位的成员每两年审议一次,其后16个成员每4年审议一次,其他成员每6年审议一次,最不发达成员审议周期会更长。

中国加入世贸组织以来已接受6次审议,在2006年接受首次审议时是属于审议周期“第二梯队”,之后便进入“第一梯队”,与美国、欧盟和日本这三大经济体一道每两年接受一次世贸组织成员的集体“检阅”。

《贸易政策报告》称, 审议期内,中国经济仍是全球经济增长的主要动力。在可预见的未来,中国经济年增长率将保持在7%左右,增幅虽然有所放缓,但更加稳健。增长模式从依靠投资、出口拉动转向以消费、内需和服务业为主导。中国政府努力提高经济增长的质量和可持续性。许多领域的改革已取得进展,其中包括采取措施减少产能过剩、化解金融风险等。

根据《贸易政策报告》,审议期内,中国仍是最大的外商直接投资目的地之一,吸引外商直接投资连续多年保持上升。吸收投资的主要部门包括制造业、房地产业、租赁和商业服务业以及批发和零售业。中国是重要的海外投资者。对外直接投资多年来一直呈上升趋势。中国是多边贸易体系的积极参与者。

审议期内,中国与马尔代夫和格鲁吉亚签署了两项新协议,自由贸易协定总数达到16个。中国继续向最不发达国家提供单边贸易优惠。截至今年3月,中国已对36个建交且已完成换文手续的最不发达国家97%税目产品实施零关税。

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