粘着力测试仪(也称为附着力测试仪、剥离强度测试仪或胶粘剂测试仪)是一类用于量化测量两种材料之间粘合强度的专业仪器。它广泛应用于涂料、胶粘剂、包装、印刷、电子、汽车、建材等多个行业,是评估涂层附着力、胶带/标签粘性、复合材料层间结合力等关键性能的核心设备。
其核心原理是通过施加一个可控的、逐渐增大的力(拉力、剪切力或剥离力),使粘合界面发生分离,仪器记录下分离过程中所需的最大力或平均力,从而计算出粘着力或剥离强度。
一、主要类型与工作原理
根据测试对象和标准的不同,粘着力测试仪主要有以下几种类型:
1.拉拔式附着力测试仪
应用:主要用于测试涂层(如油漆、防腐漆、防火涂料)与基材(如金属、混凝土、木材)之间的附着力。
工作原理:
1.将一个标准化的圆形试柱(Dolly)用高强度胶粘剂垂直粘合在待测涂层表面。
2.待胶粘剂完全固化后,将测试仪的拉拔头连接到试柱上。
3.仪器通过液压或机械方式,对试柱施加一个垂直于涂层表面的、持续增大的拉力。
4.记录涂层被“拉脱”下来时所需的最大拉力(单位:MPa或psi)。
5.同时观察破坏模式:是涂层与基材分离(附着力不足),还是涂层内部断裂(内聚力不足),或是胶粘剂与试柱分离(测试失败)。
标准:遵循ASTM D4541,ISO 4624等国际标准。
优点:结果直观、量化,是涂层附着力评估的“金标准”。
2.剥离强度测试仪
应用:用于测试胶带、标签、压敏胶、复合薄膜、层压板等材料的剥离强度。
工作原理:
1.将待测胶带或复合材料的一端以标准角度(最常见的是180°或90°)粘贴在标准基板(如不锈钢板)上。
2.将胶带的自由端夹在试验机的上夹具上,基板固定在下夹具或平台上。
3.试验机启动,上夹具以恒定速度向上移动,将胶带从基板上剥离。
4.仪器(通常与通用材料试验机Tensile Tester结合使用)实时记录剥离过程中的力值。
5.计算平均剥离力(单位:N/cm,N/25mm,g/in等)。
标准:遵循GB/T 2792,ASTM D3330,PSTC-101等。
优点:模拟了胶带在实际使用中被撕开的场景,结果直接反映“粘性”大小。
3.剪切强度测试仪
应用:测试胶粘剂在平行于粘合面的剪切力作用下的持久粘接能力,常用于结构胶、汽车用胶等。
工作原理:
1.将两块被粘物(如金属片)用待测胶粘剂粘合成“搭接接头”。
2.将试样安装在试验机上,使拉力方向平行于粘合面。
3.施加持续增大的拉力,直到粘合面发生剪切破坏。
4.记录最大破坏力,计算剪切强度(单位:MPa)。
标准:遵循GB/T 7124,ASTM D1002等。
优点:评估胶粘剂在长期受力下的抗蠕变和耐久性能。
4.滚筒剥离测试仪(Rolling Ball Tester)-特殊类型
应用:专门用于评估压敏胶(如不干胶)的初粘性(Tack)。
工作原理:
1.将一个标准尺寸的钢球从一个倾斜的轨道上滚下,撞击粘贴在垂直板上的胶带表面。
2.根据钢球能被胶带粘住的最大球号(球号越大,直径越大,重量越重)来判断初粘性大小。
4.球号越大,表示初粘性越强。
标准:遵循GB/T 4852,PSTC-6等。
优点:快速、简单地评估“一触即粘”的能力。
二、核心组成部分(以通用型为例)
1.加载系统:提供测试所需的力,可以是手动、机械、液压或电动马达驱动。
2.力传感器(Load Cell):高精度传感器,用于实时测量施加的力值。
3.位移传感器:测量拉伸或剥离的距离。
4.控制系统与软件:控制测试速度、采集力-位移数据、实时绘制曲线(力-时间/力-位移)、自动计算结果(最大力、平均力、剥离强度等)并生成报告。
5.夹具:根据不同测试类型配备相应的夹具,如拉拔头、上下拉伸夹具、180°/90°剥离夹具等。
6.机架:保证仪器在测试过程中的稳定性和刚性。
总而言之,粘着力测试仪是连接“粘”与“可靠”之间的科学桥梁。它通过标准化的测试方法,将主观的“粘不粘”转化为客观的、可比较的数值,为产品质量控制、研发创新和安全评估提供了的数据支持。