去除力检测:确保材料粘附性能的关键环节
去除力检测,也称为剥离力测试或脱粘力测试,是评价两种材料界面间粘附性能(如胶粘剂、涂层、保护膜、标签、胶带等)被剥离或移除时所需力值大小的一项关键测试。它在众多工业领域,如包装、印刷、电子制造、汽车、医疗器械、建筑材料和日化产品等,扮演着至关重要的角色。通过精确测定去除力,制造商能够评估粘合产品的初始粘附强度(初粘力)、持久保持能力(持粘力)以及在使用或移除过程中的表现,确保产品满足功能性要求(如标签易撕性、保护膜无残胶剥离)以及用户使用体验。该检测是产品质量控制、新品研发和工艺优化中不可或缺的一环。
检测项目
去除力检测涵盖多个具体测试项目,主要围绕不同剥离角度、速度、基材和时效条件下的粘附力变化:
- 180°剥离强度测试: 这是最常用的方法,模拟胶带或标签从刚性基材表面被以180度角度剥离时的力值。
- 90°剥离强度测试: 模拟材料在90度角下被剥离的情况,适用于某些特定应用场景(如薄膜从背板上剥离)。
- T型剥离强度测试: 主要用于测试两个柔性材料(如胶粘带背对背粘接)之间的粘合力。
- 持粘力测试: 评估粘合件在恒定静态负荷下抵抗蠕变或滑移的能力,反映其长期保持粘附效果的性能。
- 初粘力测试: 测量胶粘剂在极短时间内(通常指瞬间接触后)与被粘物表面形成粘附的能力。
- 特定基材上的去除力: 测试粘合材料在不同类型(如不锈钢、玻璃、塑料、纸张、皮肤模拟材料等)或不同表面状态(如清洁、污染、粗糙度)基材上的剥离力。
- 时效/环境老化后的去除力: 考察粘合件在经历特定时间、温度、湿度、光照或化学介质暴露后的粘附性能变化。
检测方法
去除力检测的核心方法依赖于精密的拉力试验机(万能材料试验机)和专用的测试夹具:
- 样品制备: 将待测粘合材料(如胶带、标签)按规定尺寸(通常宽度为25mm或更宽)裁切,并按照标准方法平整地粘贴到指定的清洁、干燥的标准基材板上(对于180°/90°剥离)或另一片相同材料上(对于T型剥离)。需确保粘合过程无气泡,并按规定时间(如停放20分钟)进行固化或稳定。
- 装夹:
- 180°剥离: 将贴有试样的基材板夹紧在试验机的下夹具中。将试样的自由端反向折叠180°,并夹紧在上夹具中。确保剥离角度在测试过程中保持恒定180°。
- 90°剥离: 将基材板垂直固定,试样自由端水平夹入上夹具,剥离角度为90°。
- T型剥离: 将粘合好的试样两端未粘合部分分别夹入试验机的上下夹具中。
- 测试运行: 设定试验机的剥离速度(通常是300mm/min,但需根据具体标准调整)。启动试验机,上夹具按设定速度匀速移动,将粘合材料从基材上剥离。
- 数据采集: 拉力试验机实时记录剥离过程中的力值(单位通常为牛顿,N)和位移(或时间)。软件自动计算并报告平均剥离力、最大剥离力、最小剥离力等关键参数。
- 结果计算: 剥离强度通常以单位宽度的力来表示(如 N/cm, N/25mm, N/in)。计算整个有效剥离长度(通常去除首尾各一段)内力值的平均值。
持粘力测试方法不同: 将贴有试样的基材板垂直悬挂在标准架上,在试样自由端悬挂规定重量的砝码,观察并记录试样在重力作用下完全脱离或滑移达到规定距离所需的时间。
检测标准
去除力检测遵循一系列国际、国家或行业标准,确保测试结果的准确性、重复性和可比性。常见的重要标准包括:
- 国际标准 (ISO):
- ISO 29862: 压敏胶粘带. 剥离粘性的测定 (Methods of measurement of peel adhesion)。
- ISO 8510-1: 胶粘剂. 挠性对刚性粘合组件的剥离试验. 第1部分: 90°剥离。
- ISO 8510-2: 胶粘剂. 挠性对刚性粘合组件的剥离试验. 第2部分: 180°剥离。
- ISO 4587: 胶粘剂. 刚性对刚性粘合组件拉伸搭接剪切强度的测定 (虽非直接剥离,但相关)。
- 美国标准 (ASTM):
- ASTM D3330/D3330M: 压敏胶带剥离粘附力的标准试验方法 (Standard Test Method for Peel Adhesion of Pressure-Sensitive Tape)。
- ASTM D903: 粘接接头剥离或剥离强度的标准试验方法 (Standard Test Method for Peel or Stripping Strength of Adhesive Bonds) - 主要针对180°剥离。
- ASTM D3654/D3654M: 压敏胶带持粘力的标准试验方法 (Standard Test Methods for Shear Adhesion of Pressure-Sensitive Tapes)。
- 中国国家标准 (GB):
- GB/T 2792: 压敏胶粘带 180°剥离强度试验方法。
- GB/T 2790: 胶粘剂 180°剥离强度试验方法 挠性材料对刚性材料。
- GB/T 2791: 胶粘剂 T剥离强度试验方法 挠性材料对挠性材料。
- GB/T 4851: 压敏胶粘带 持粘性试验方法。
- GB/T 4852: 压敏胶粘带 初粘性试验方法(滚球法) (提供初粘力的一种测试方法)。
- 行业标准: 如FED-STD-101 (美国联邦标准),FINAT Test Methods (欧洲不干胶标签协会标准),PSTC Test Methods (美国压敏胶带协会标准)等。
在进行去除力检测时,严格按照相关标准规定的样品尺寸、制备方法、基材要求、环境条件(温湿度)、剥离速度、数据处理方法等执行至关重要,这样才能获得可靠且可比较的数据,用以指导生产、控制质量或满足客户规格要求。