膠粘劑的老化穩(wěn)定性分析
作者：宇冠檢測 發(fā)布時間：2020-10-27 閱讀： 來源：
老化是指材料或者粘接頭隨著時間的推移而發(fā)生的性能的改變，它是由外部環(huán)境或者材料自身加工過程引起的，影響因素有機(jī)械應(yīng)力、溫度、輻射和介質(zhì)（如水）。膠粘劑本身含有的一些物質(zhì)也可能導(dǎo)致粘接頭的性能變化，除了受到各種不同的影響因素外，粘接頭中發(fā)生的老化的位置也會不同，老化可能發(fā)生在內(nèi)聚層、粘附層或者基材材料上，老化是由幾種因素共同作用引起的，但是這些影響因素很難被徹底測量和預(yù)測。
一、機(jī)械應(yīng)力
粘接接頭可能處于下面幾種機(jī)械應(yīng)力：A剝離應(yīng)力，B拉伸應(yīng)力，C剪切應(yīng)力，D扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。
剝離應(yīng)力導(dǎo)致在粘接接頭處受到較高的線受力，該應(yīng)力遠(yuǎn)超過大多數(shù)膠粘劑的強(qiáng)度，當(dāng)進(jìn)行粘接接頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，必須確保避免粘接接頭承受這類剝離應(yīng)力。
當(dāng)承受拉伸載荷時，作用力是垂直于粘接面的。力的傳遞穿過整個粘接面，原則上粘接接頭承受拉伸應(yīng)力是不存在問題的。拉伸應(yīng)力一般只在對接接頭中會碰到，對接接頭通常粘接面小，只能通過改變基材的厚度來增大粘接面積，由于通常情況下基材強(qiáng)度超過了膠的拉伸強(qiáng)度，因此充分利用基材強(qiáng)度的設(shè)計(jì)是不可能實(shí)現(xiàn)的。
粘接接頭承受的最佳應(yīng)力類型是剪切應(yīng)力，因?yàn)檫@種應(yīng)力是平行于粘接面的，剪切應(yīng)力存在于粘接的搭接接頭，通常具有足夠大的粘接面積。如果已有的粘接面積無法承受足夠的載荷，也可以相對容易地通過增加粘接面積來增加粘接承受的載荷。
扭轉(zhuǎn)應(yīng)力類似于剪切應(yīng)力，粘接接頭對壓縮應(yīng)力不敏感。隨著時間的延長，任何類型的機(jī)械應(yīng)力都會引起粘接接頭的老化，例如可能產(chǎn)生永久性的變形（蠕變）或者形成裂紋，機(jī)械應(yīng)力也可能會加劇其他老化因素的影響（如，水汽導(dǎo)致的接頭破壞）。
二、環(huán)境影響
在使用的過程中，粘接接頭暴露于不同的環(huán)境影響中。這些影響因素可能同時發(fā)生作用，而且相互之間會產(chǎn)生影響。
1.溫度和輻射影響
對化學(xué)反應(yīng)最主要的影響因素是溫度。溫度越高，越容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)且反應(yīng)速度越快。這樣的反應(yīng)通常會導(dǎo)致接頭的性能變化(通常是不希望的)。高溫條件下機(jī)械應(yīng)力對粘接接頭的破壞會大大加速，般認(rèn)為，溫度升高會加速老化。
輻射也是引起粘接接頭老化的影響因素之一(包括太陽光中的紫外線)。膠粘劑和塑料基材中的高分子鏈易受到輻射的破壞。特別是聚氨酯對紫外線非常敏感。
2.水
濕氣能滲透(擴(kuò)散)到已經(jīng)固化的膠層中，并被膠層吸收，這些被吸收的水分降低了膠的強(qiáng)度，因?yàn)樗诟叻肿渔溨g扮演了潤滑劑的作用(增塑劑效應(yīng))，使得分子鏈之間更容易滑動。水分滲透進(jìn)膠層的速度很低，但是持續(xù)性的。在40℃溫度下，水對于交聯(lián)結(jié)構(gòu)聚合物滲透速率大約為每個月幾個毫米。當(dāng)粘接接頭被干燥后，內(nèi)聚強(qiáng)度重新上升，但無法回到原先的水平，粘接接頭暴露于濕氣中產(chǎn)生的最大問題是降低了基材與膠粘劑之間的粘附力。水滲透進(jìn)入了粘接接頭后粘附力減弱，膠粘劑與基材粘附力減弱通常也是個緩慢的過程，膠與基材表面形成的化學(xué)鍵比物理相互作用力的耐水性更好，一旦化學(xué)鍵遭到破壞，干燥后粘附力不能再恢復(fù)。防止粘接接頭不受水汽影響的最好辦法是遠(yuǎn)離水。如果無法達(dá)到，可將接頭密封起來。
3.腐蝕
對于金屬基材粘接接頭，與吸收水汽緊密相關(guān)的是基材的腐蝕。基材的腐蝕導(dǎo)粘接接頭在短期內(nèi)快速失效，因此腐蝕也是很關(guān)鍵的方面。腐蝕通常很快發(fā)生，特別是除了水之外還有一些加速腐蝕的介質(zhì)存在（例如: 鹽、酸、堿，等)，能從外部或從膠層里面侵蝕基材。但是在很多情況下這種效應(yīng)可以加以控制，如將整個基材保護(hù)起來或僅對粘接區(qū)域進(jìn)行保護(hù)。
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