加深對膠帶剝離力測試的理解
加深對膠帶剝離力測試的理解
膠帶的剝離力測試,這是一個非?;A(chǔ)的測試,做膠帶,用膠帶都會涉及到,在以前的工作中,我經(jīng)常碰到因為膠帶的測試方法差異導(dǎo)致的一些糾紛,今天就聊一下膠帶的剝離力測試。
測試標準
首先,通用的測試,一般按照行業(yè)標準或者國家標準。最常用的是ASTM標準,美國實驗和材料協(xié)會制定的標準,當(dāng)然也有用法國的FIANT,全球不干膠標簽制造商協(xié)會標準,日本的JIS日本工業(yè)協(xié)會標準,包括中國的GB等等,基本上都是差不多。
膠帶剝離力測試用的是ASTM D3330和GB2792標準,測試標準里面規(guī)定的條件,基本就是一個影響測試結(jié)果的條件。那我們看看有哪些影響因素。
這是一個膠帶剝離的示意圖。首先拉力機測得的膠帶剝離的值是由三部分力組成,膠粘劑和底材的結(jié)合力,膠粘劑本身形變的力及內(nèi)部吸收的力,背材形變的力。
剝離角度:
不同的剝離角度,得到的結(jié)果是不一樣的,至少背材和膠帶彎曲程度不一樣導(dǎo)致的力是不一樣,所以結(jié)果也不一樣。另外,上圖看到了膠粘劑拉絲,微觀上180度情況下的拉絲和90度的情況下是不一樣的,所以力是不一樣的。不能簡單說那種角度下拉力最大。我們常用的就是180度。
背材:
通常使用25um或者50um的PET作為普通雙面膠的背材,0.5mm的鋁箔做為泡棉膠的背材,不同的材料,在測試時彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力不一樣,也會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的差異,通常厚一點的背材,測試的數(shù)據(jù)會大一點點,這個應(yīng)該很好理解。
膠厚:
通常膠越厚,測試的數(shù)據(jù)也偏大一點,因為膠厚了,形變吸收的能量大,而且厚的膠浸潤表面的時間快,更容易取得高的剝離力。
剝離速度:
這個也很好理解,物體速度越快,力就越大,速度太快的話,實際設(shè)備上測試下來,可能數(shù)據(jù)穩(wěn)定也不穩(wěn)定。一般規(guī)定的是300mm每分鐘,有些離型膜測試可能會用多種測試速度,模擬實際生產(chǎn)中作業(yè)員的撕膜速度。
制樣寬度:
通常會裁切標準的25mm寬,200mm長的樣條作為一個測試標準,也有使用10mm寬的。寬度越寬,數(shù)據(jù)越大,這個很好理解,需要指出的時候,在膠帶測試中經(jīng)常會發(fā)生的一個叫to bond的異?,F(xiàn)象,就是膠帶本身的內(nèi)聚不夠,膠和基材或者背材分離了,這樣的剝離數(shù)據(jù)可以剔除,但是這個現(xiàn)象必須記錄下來。
再看這個經(jīng)典的膠帶粘接過程示意圖。我們可以叫這個過程為浸潤。剛開始,膠和表面接觸的不多,力偏小,而隨著時間推移,充分接觸以后,力會上升很多,一般這個時間是72小時。
基材:
常用的基材有不銹鋼,PC或PMMA板,玻璃等。不同材料表面的粗糙度不一樣,表面能不同,以及材料的物理化學(xué)性能不一樣,那么膠浸潤的效果也不同,即使是同樣使用不銹鋼板,如果不同的粗糙度,測試結(jié)果也不一樣,所以標準的測試鋼板是按國標要求粗糙度的。
放置時間:
放置時間,英文叫Dwell time,貼合制樣后放置的時間不一樣,膠帶浸潤的效果有不一樣,通常規(guī)定20分鐘或者30分鐘為初始的粘結(jié)力,國標最新要求是貼完直接測試,完善一點的話,就是再測試一個放置3天后的粘性數(shù)據(jù)。時間放置變長,粘性也會升高,直到達到一個穩(wěn)定值。
表面清潔:
這個很好理解,基材表面如果有臟污粉塵或者油污等,減少了膠和基材的接觸面積了,那么粘性就降低了。所以測試前都要用IPA異丙醇之類的做清潔。
制樣橡膠滾輪:
制樣的時候,用的滾輪有手動和電動之分,有條件的話,最好用電動的,這樣使每次制樣的重復(fù)性好一點,而手動的話,用力的程度不一樣,導(dǎo)致浸潤的效果不一樣,得到的數(shù)據(jù)也有差異,壓力越大,得到的數(shù)據(jù)也越大。滾輪一般使用2kg重的,橡膠使用shoreA80的硬度,滾的次數(shù)有來回2次或3次,依據(jù)不同的標準。同時,制樣要讓貼合的區(qū)域貼合完美,不能有氣泡,氣泡的話,膠和基材接觸面積少了,剝離力也會小。
溫濕度:
在不同的溫濕度下,膠的軟硬等以及水汽對表面的影響,會導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)的差異,通常情況,溫度偏高,膠更軟一點,浸潤的效果好,理論上測試的數(shù)據(jù)會偏高,而濕氣太重,水會影響膠的性能,所以實驗室都是需要控制溫濕度,一般是環(huán)境溫度是22-24攝氏度,相對濕度45-55%。
讀數(shù)記錄:S
在測試中數(shù)據(jù)的記錄和讀取也是很重要的一個方面,在測試方面,至少要重復(fù)3個數(shù)據(jù)以上,同時要講的是,在拉力機的設(shè)置里面,需要選擇平均值,而不是最高值,可以及時記錄數(shù)據(jù)的設(shè)備,如記錄這個力變化的國產(chǎn),我們應(yīng)該設(shè)置取稍后端一段時間內(nèi)比較平穩(wěn)的那個平均數(shù)值。
如果膠帶剝離力出現(xiàn)異常,建議先初步檢查一下以上這些因素,如果都沒有異常,就可以叫膠帶的供應(yīng)商一起研究問題了。
最后附上一個某手機品牌對膠帶的測試條件,供你參考。