破坏性测试

您是否曾有过这样的周一早晨：想把东西扔到墙上？把东西撕开？在水泥地上砸碎？点火烧东西？或者用辐射照东西？

在 Permabond，我们不必等到周一早晨——我们每天都在「搞破坏」！

破坏性测试不仅有助于了解粘接性能，过程也颇有趣味。不过，编写恰当的破坏性测试方案也存在诸多挑战。

• ·试样选择——要将粘接接头放入 Instron 试验机做剪切测试，试样须具备特定形状与尺寸。例如，您可能采购了镀锌部件，但要找到具有一致镀锌层与表面处理的搭接剪切试样，或许不可能。
• ·施胶方式——若实际组件存在装配间隙，搭接剪切试样中也应引入相同间隙。施胶与固化方式须与实际使用预期一致。若您计划使用室温固化双组份环氧，却为测试而选择加热固化——那就成了「拿苹果比橘子」，结果不可比。
• ·基材厚度——基材厚度会影响接头完整性，尤其当各基材的热膨胀与收缩系数不同时。

技术数据表提供了大量关于胶粘剂强度、耐温性与耐化学性的信息，但仍建议进行测试，以确保胶粘剂性能适合每个具体应用，因为各项因素会相互影响。

应力、环境、温度以及转变之间的时间或速度，都会影响粘接强度。

做好破坏性测试的关键在于：理解接头在实际使用中将承受的应力类型及其组合。

以下是若干典型测试。

剪切

剪切强度衡量的是材料被「剪开」的难度（可类比修枝剪）。它是最常见的破坏性测试手段之一。只需粘接两块搭接试样并拉伸即可。之所以用剪切强度代表两块搭接试样的强度，是因为载荷与受力表面平行，剪切应力使一块搭接试样相对另一块发生位移。

关于搭接试样的拉伸速度与测试温度，均有 ISO 标准可依。将速度、温度与环境参数调整为与被粘物品预期的实际工况相符，可获得更有价值的信息。例如，以每分钟一英寸缓慢拉伸，与快速猛拉显然是截然不同的情形。

拉伸

拉伸强度是沿直线方向的拉伸，常用于测试胶粘剂自身的强度（而非粘接强度）。它使试样伸长并最终断裂。须谨慎地将胶粘剂制成试棒，再拉伸至断裂。除揭示极限拉伸强度外，该测试还提供胶粘剂的其它信息。对多数胶粘剂而言，拉伸测试的初始阶段，载荷与基材发生的伸长（长度变化）呈线性关系——若在此弹性阶段撤去应力，材料会恢复原状。这一线段的信息可用于求得弹性模量。

应力/应变 = 弹性模量（杨氏模量）

线段不再呈线性之处即为屈服强度，此时基材开始变形。在该点及其之后，撤去应力后材料不再恢复原状（原长）。试样已开始变形，继续应变将最终断裂。

冲击

冲击测试用于测定物体抵抗高速载荷的能力，简而言之就是高速撞击物体。这有助于判断其吸能或失效表现。

剥离

就多数粘接应用而言，剥离测试因剥离角度不同而有所差异。滚筒法或移动台法一般用于层压类应用。

温度

评估温度如何影响粘接强度是很有必要的。尽管多数胶粘剂都给出了使用温度范围，但使用温度未必与高温下的粘接强度直接相关。首先要理解，将某胶粘剂归类为「耐热胶粘剂」是依据其类别。例如，标准氰基丙烯酸酯可耐 82°C，因此能耐 160°C 的氰基丙烯酸酯即被视为耐热型；但标准单组份环氧通常可耐 180°C，却不被归为耐热型，尽管这一温度高于前述耐热氰基丙烯酸酯的 160°C。

使用温度仅供参考，为确保成功，还应开展综合考虑粘接面积、温度变化速度、该接头所受应力的类型与大小、各基材间热膨胀系数以及胶层间隙的测试。

同样，化学介质暴露（包括水、湿度等）会在不同浓度、暴露时长、暴露间隔的干燥时间以及接头设计下产生不同影响，具体取决于接头暴露于化学介质的面积大小。

整体效果大于各部分之和

作用于接头的各类应力因素（温度、环境、应变、速率）相互作用，共同构成对接头的综合考验。各自单独都会产生影响，但要把握其综合效应，需要一些巧思。

把梯子搬上搬下摔十次；再加热后趁热摔十次；接着拿到零度天气里摔十次；最后煮过后再拿到零度天气里扔出去。

• 搬上搬下，摔落。
• 加热，搬上搬下，摔落。
• 煮，搬上搬下，摔落。
• 煮，搬上搬下，扔出。

热固性与热塑性胶粘剂

Permabond 的胶粘剂固化后为热固性材料——高温下不会回流或熔化。它们在高温下确实会软化，在低温下会变硬。这种物理变化会影响胶粘剂膨胀与收缩的能力，进而影响其在受冲击时的吸能表现。

与「摔落」和「扔出」的区别类似，水的影响也随时间、温度与压力而变化。

水

典型吸水测试为室温浸泡 24 小时，或煮沸 2 小时。测试前后称量样品以测定吸水率。静置干燥后，胶粘剂会脱去水分并恢复原状。就胶粘剂本身而言，这种尺寸/重量的轻微增加并不大；但对粘附的影响可能更明显。胶粘剂吸水膨胀并软化后，在较大载荷下可能产生两种结果：1. 对接头强度产生不利影响；2. 提供更多的应力吸收。

除浸泡与煮沸外，湿度测试、盐水喷雾测试以及蒸汽/压力测试也很常见。

光照

与其它辐射形式一样，阳光会影响各种塑料的颜色与功能。胶粘剂常需做长期光照暴露测试。部分胶粘剂（如 MS 聚合物）几乎不受光照影响；另一些（包括某些环氧）则会变硬并泛黄。

燃烧

火焰测试在交通运输行业很常见。测试种类多样；阻燃与防火测试的具体判定标准可在此查阅。

没错，除了摔落、扔出、烘烤、煮沸、冷冻、光照、拉伸、推压、拍打与挤压之外，我们还会刻意将物品点燃测试。

只要没把样品烧掉，观察接头如何失效也很重要。

• 基材失效 = 基材或试样本身破坏，但粘接接头保持完整
• 粘附失效 = 胶粘剂从一侧或两侧基材上脱落
• 内聚失效 = 胶粘剂仍留在基材上，但从中部裂开

若希望获得针对您应用设计破坏性测试方案的协助，请联系 Permabond。