多数胶粘剂制造商会在资料中列出未固化胶粘剂的粘度,以帮助工程师判断哪款产品最适合特定应用,并能最有效融入其生产线。温度与剪切(搅拌或扰动)会影响胶粘剂粘度与流动行为。因此,在选用胶粘剂产品时考虑这些因素十分重要。
理解胶粘剂粘度
粘度是物质抵抗应力逐渐变形的量度。就液态胶粘剂而言,粘度对应于液体的稠度。由于水在 20°C 时粘度为 1 cP(或 mPa·s)。粘度低于水的液体为流动型液体,高于水的则为粘稠型液体。
胶粘剂粘度随温度变化
下面是水在不同温度下的粘度图表——如您所见,粘度随温度升高而降低,变得更稀。在实际中,刚从冰箱取出的胶粘剂可能难以挤出。但一旦回温至常温(约 22°C),便更易挤出——若使用手动胶枪,泵出胶粘剂所需的力气更小。
| 温度(°C) | 温度(°F) | 粘度(cP) |
|---|
| 10 | 50 | 1.31 |
| 20 | 68 | 1.00 |
| 30 | 86 | 0.80 |
| 50 | 122 | 0.54 |
| 90 | 194 | 0.32 |
下面是常见流体在 20°C 时的粘度表。
| 流体 | 粘度(cP,20°C 时) |
|---|
| 水 | 1 |
| 牛奶 | 3 |
| 植物油 | 65 |
| 煎饼糖浆 | 5,000 |
| 蜂蜜 | 10,000 |
非牛顿流体力学
水是牛顿流体——其粘度随温度变化,但不随剪切或扰动变化。流变学(或非牛顿流体力学)研究物质的流动,主要在液态。牛顿发现粘度会在施加剪切(搅拌)或其他做功时变化。牛顿流体保持相同粘度。另一些流体称为胀流型流体,在受做功时变稠,但与胶粘剂相关的有趣类型是触变性流体。这类流体在受做功时粘度降低——之后,当做功停止(挤出压力或搅拌停止)时,流体恢复先前粘度。胶粘剂化学师利用这一知识配制既能轻松挤出、挤出后又不再流动的配方,从而实现更高精度与更少污染。
触变指数
触变指数或触变比定义了流体降低粘度的幅度,以及恢复初始状态的速度。有些触变性流体几乎瞬间恢复初始粘度(假塑性流体)。另一些则需要更久,但每款流体的恢复时间是固定的。
热固化环氧胶的流动特性
除未固化胶粘剂的流动特性外,热固化环氧胶在固化过程中的流动特性通常也会被注明。这些描述(常列为自由流动或非下垂)指胶粘剂在热固化阶段的特性。我们上文提到粘度随温度升高而降低。热量促使胶粘剂固化、变硬,但在固化发生前,热量会使胶粘剂粘度降低并开始流动。胶粘剂配方师借助各种成分控制热固化初期的流动。在许多应用中,期望胶粘剂在固化前先流动并流平,而在另一些应用中,胶粘剂不流出粘接接头则至关重要。
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