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胶黏剂与密封剂的力学性能实验条件
添加时间:2017.09.24

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胶黏剂与密封剂的力学性能实验结果与它的实验条件有关,即试验条件发生变化,将导致测试结果不一。这里所指的试验条件通常是指环境条件,如试验室的温度与相对湿度,有些胶黏剂对试验室空气中是否存在影响密封剂质量的腐蚀气体也有要求,如环境空气中存在有含硫、磷等化合物的气体,可导致有机硅凝胶的铂触媒中毒而使胶不硫化。除了以上情况外,试验条件有时还包括测试设备、加荷速度与加荷方法等.

 

试验环境条件又分为试样预处理和测试时的环境条件。预处理环境条件是指制备好的试样在规定的温度与相对湿度的环境下进行一定时间的处理。测试时环境条件是指试样进行力学性能测试时所处的环境温度与湿度.

 

. 胶黏剂试样试验条件

 

ISO481ISO291中规定的环境条件有三种.

 

1.标准环境条件  温度(23±2),相对湿度为(50±5),对热带气候可采用(28±2),相对湿度为(65±10).

 

2.恒温环境条件  温度为(23±2),热带气候可采用(28±2),湿度则为环境湿度.

 

3.常温环境条件  指在通常温度、湿度条件,即不控制其环境温度与湿度.

 

在胶黏剂的国家标准中,对胶黏剂试样的状态调节和试验标准环境条件,不像发达国家一样制定了单独的标准,而是沿用GB2918-82《塑料试样状态调节和试验的标准环境》标准,该标准规定如下.

 

试样的状态调节和试验标准环境为:

 

温度(23±2)℃「加严时为(23±1)℃」;

 

相对湿度 (50±5)(加严时为48%~52)

 

气压86106kpa

 

当相对湿度对试样所测性能的影响可忽略不计时,则状态调节和试验可在(23±2)℃常湿条件(RH45%~75%)下进行。

 

而温度与湿度对试样所测性能影响可忽略不计时,则状态调节和试验可在常温1035℃下,相对湿度45%~75%的条件下进行。

 

若状态调节时间没有规定,GB2918-87规定则不少于88h.若已知试样能与环境温度与湿度很快达到与接近平衡时,调节时间可少于88h。在恒温状态下为3h

 

实际上胶黏剂物理、力学性能等测试标准中,规定较零乱。如下所述。

 

GB/T2790-1995《胶黏剂180°剥离强度试验方法 挠性材料对刚性材料》及GB/T2791-1995《胶黏剂T剥离强度试验方法  挠性材料对挠性材料》标准中规定,胶接试样应在GB2918-87标准中所规定的标准环境进行试样的状态调节与试验,温度为(23±2)℃,相对湿度45%~55,状态调节不少于2h。胶黏剂的制造商也可自行规定胶接力学性能试验试验前的状态调节期。

 

GB/7122-1996《高强度胶黏剂剥离强度的测定  浮辊法》在(23±3)℃、相对湿度45%~55,状态调节时间不少于0.5h

 

GB/7124-86《胶黏剂拉伸剪切强度测试方法(金属对金属)》则规定试验温度在(23±2)℃环境中进行,仲裁试验或温度、湿度敏感的胶黏剂应在温度(23±2)℃、相对湿度45%~55%的环境中进行。试样在试验温度下停放不少于0.5h。对有温度、湿度要求的胶黏剂,则在标准试验环境条件下停放不少于16h

 

GB/6329-1996《胶黏剂对接接头拉伸强度的测定》则按GB2918-87中推荐的温度(23±2)℃,相对湿度45%~55%,而状态调节时间不作规定。

 

GB/T6328-1999《胶黏剂剪切冲击试验方法》中除了生产厂与订购方另有规定外,金属与金属之间的胶接可不做预先状态调节。木质试样应在温度为(23±2)℃,相对湿度在(50±5)%条件下状态调节7d.

 

GB/T7125-1999《压敏胶黏带和胶黏剂带厚度试验方法》中规定,若只有温度平衡要求的试样,状态调节时间不少于3h;对需要温度、湿度平衡的试样,在温度(23±2)℃与相对湿度45%~55%的条件下,则状态调节时间不少于24hGB7752《绝缘胶黏带工频击穿强度试验方法》的状态调节在温度(23±2)℃,相对湿度45%~55%下的调节时间为24h,但最长调节时间不超过3个月。GB7753-87《压敏胶黏带拉伸性能试验方法》与GB7754-87《压敏胶黏带剪切强度试验方法(胶面对背面)》标准中规定的状态调节在温度(23±2)℃,相对湿度45%~55%下的调节时间为2h以上。

 

GB/T13477-92《建筑密封材料试验方法》中仅对温度为(23±2)℃、相对湿度45%~55%作了规定。但对低温柔韧性与拉伸胶接性等其调节时间则另有规定。

 

GB11177-89《无机胶黏剂套接压缩剪切强度试验方法》对试验环境温度规定为18`32,相对湿度<75%,而对状态调节时间也没有作出明确规定。

 

HB5398中规定对航空用金属结构胶黏剂则规定如下。

 

常温条件在(23±2)℃下达到平衡后不少于10 min进行测试。如在此条件下测出值可疑时,则应将试样防在(23±1)℃下,RH为(50±4)%标准条件下暴露4d后再重复测试。

 

高温条件则达到表9-15规定相应温度平衡10  min进行测试。做热老化试验,从老化箱内取出试片(棒)放在测试温度下10 min再测。此时测量温度用的热电偶应贴在胶接接头上。低温达到规定温度后10 min再测。

 

从上看出,若标准中对状态调节为作出明确规定的,为了确保测试数据的准确与稳定,作者认为使用方应与胶黏剂生产商在协议中明确规定。

 

HB5313-5329航空用厌氧胶试验方法中规定试验室标准温度为(23±2)℃,相对湿度就小于65%,但鉴于我国现有国情,作了特别规定,即当试验室不能满足标准温度(23±2)℃时,试验可以在非标准温度下进行,并在试验报告中予以说明,对仲裁试验则必须在(23±2)℃下进行。

 

在国外相应标准中,如ASTM D903-49《胶黏剂剥离强度的测定方法》中对180°剥离试样的状态调节,ASTM D1876-72《胶黏剂T形剥离强度试验方法》中对T形剥离试样的状态调节与ASTM D1781-76《胶黏剂爬鼓剥离强度试验方法》中对爬鼓剥离试样的状态调节均作如下规定为“除胶黏剂制造商认为这样的调节时间是不必要的或者采用其他的调节时间外,试样应在相对湿度为50%±20%,温度(23±1)℃的环境中停放7d或者达到状态平衡,即质量不再发生变化。如果胶黏剂制造商与购买方达成书面协议,也可以超过(缩短)此限度而放置更长(更短)一段时间。”“特殊的状态调节步骤可由用户与制造商协议规定”。对木材与木材的胶接试样,在ASTM D950-82ASTM D906-64等标准中规定的状态调节为“温度为(23±1)℃,相对湿度为50%±2%的环境中停放7d或者直至试样达到平衡,即试样的质量不再变化。如果胶黏剂制造商与购买方达成书面协议,则调节时间可以不受此限制。”在ASTM D1002《胶黏剂拉伸剪切强度性能试验方法》、ASTM D2095-72《用棒状和条状试样测定胶黏剂拉伸强度的试验方法》对“金属与金属胶接试样固化后一旦达到(23±1)℃时应尽快进行测试,但胶黏剂制造商可规定测试前的特定调节条件。”看来ASTMD所规定的方法比较统一。

 

因为胶黏剂的基本是高聚物中合成树脂、合成橡胶或它们两者的混合物,环境条件的不一,对胶黏剂的力学性质影响大。因次,应按标准中规定的标准环境条件下进行,至少要在恒湿的条件进行试验。在温度条件控制好后,恒湿条件可以利用在密闭的玻璃干燥器内盛有钙盐的水溶液而获得。如盛有Ca(NO3)2.4H2O的饱和水溶液的干燥器,在24.5℃时溶液上方空气中的相对湿度为51%。在不同温度下获取固定湿度的方法可以从专门的实用化学手册中查到。

 

对于试验机,要求力的显示值误差小于±1%,并能提供适宜的夹具和要求的加载速度。试样破坏负荷应选取在测力刻度盘示值的15%~85%的范围内。应优先采用无惯性的电子拉力机,特别对剥离强度性能测试,若电子拉力试验机与机械式拉力试验机测试结果有差别时,则应以电子式拉力试验机的数据为准。

 

. 密封剂试样试验条件

 

对橡胶基体的密封剂试样,通常按GB/T2941-91《橡胶试样环境调节和试验的标准温度、湿度及时间》中的规定。

 

(一)试验标准温度与湿度

 

1.标准温度  标准温度为(23±2)℃。在亚热带地区也可以在(27±2)℃,但只能作为内部控制质量的暂用温度,仲裁试验的温度为(23±2)℃,若对温度精确度要求更高时则应为(23±1)℃。环境平均温度应接近与规定的温度。

 

2.标准湿度  试验温度为23℃时,相对湿度为(50±5)%;试验温度为27℃时,相对湿度为(65±5)%,如果要求湿度精度更高则为(50±2)%。环境平均相对湿度更应接近于规定的相对湿度。

 

当不需要采用标准温度与湿度时,可采用通用的环境温度和湿度。

 

3.试验温度  需要在高温或低温下试验时,应优先由下列温度中选用一个或几个温度:

 

a.-80℃、-70℃、-55℃、-40℃、-25℃、-10℃、0;

 

b.40℃、55℃、70℃、85℃、100℃、125;

 

c.150℃、175℃、200℃、225℃、250℃、275℃、300.

 

注:当试验温度在100℃以下时,允许公差为±1℃;当试验温度为101200℃之间时,允许公差为±2℃;当试验温度超过201℃时,允许公差为±3℃。

 

(二)试验与硫化时间间隔

 

如果没有别的规定,试验与硫化时间间隔应遵守如下规定。

 

所有密封剂的力学性能试验,硫化与试验之间的时间间隔最短是16h.

 

(三)调节

 

1. 当采用(一)12条规定的某一个温度与湿度时,试样试验前在标准温度与湿度条件下调节应不少于16h.

 

2. 当采用(一)1条规定的某一个温度时,在即将试验前,试样在标准温度下调节应不少于3h.

 

3. 当采用(一)3条规定的某一温度时,试验前把试样置于此温度下,经过足够长的时间调节,使试样与环境温度平衡。

 

特殊情况ISO中规定允许采用温度为(20±2)℃、相对湿度为(65±10)%的环境条件。

 

(四)试验

 

如果没有别的规定,试验应在试样调节的标准温度和湿度条件下进行。