ASTM D903 粘合剂粘结剥离强度权威指南

如何对胶接材料执行剥离测试

作者:Charlie Pryor

ASTM D903 是一项常用的拉伸测试,用于测定多个行业广泛采用的胶接材料的剥离特性。ASTM D903 测试适用于塑料薄膜、胶粘标签和防水材料等材料。本指南旨在向您介绍 ASTM D903 测试的基本要素,并概述所需的测试设备、软件和试样。但是,计划进行 ASTM D903 测试的任何人员都不应认为参阅本指南后便不必再阅读完整标准

ASTM D903 测试面临的挑战:

  • 报告与该标准相符的计算
  • 数据速率足以捕获峰值和谷值
  • 如何夹持各种厚度的材料
  • 消除测试过程中的滑移

 

ASTM D903

为何要执行 ASTM D903 测试?

ASTM D903 测试的主要目的在于研发。此测试要求 7 天的标准调节期,因此难以用作质量控制措施。在大多数情况下,ASTM D903 测试用于测定具有最佳粘接性能的黏合剂的分离化学成分。

试样和试样状态调节

为按照 ASTM D903 执行测试,胶粘材料必须切割成长度为 1 英寸 x 12 英寸的试样。然后,以每分钟 152.4 mm 或 6 英寸的分离速率,将试样以 180° 的角度从柔性或刚性基板上剥离。受测材料的厚度必须足以承受预期拉力,但不能厚于 3 mm(1/8 英寸)。应尽量确保试样达到以下标准厚度:金属材料为 1.6 mm(1/16 英寸);塑料为 1/16 英寸;木质材料为 1/8 英寸;橡胶化合物为 1.9 mm(0.075 英寸)。如果已知柔性试样在载荷作用下会伸长,则应使用在相同载荷下不会伸长的刚度更高的基板,这一点十分重要。

所有试样均需进行状态调节后再测试。根据 ASTM D903 的标准状态调节要求,试样应在受监测的湿度和温度条件下暴露 7 天。对于某些粘合剂,如果无需调节 7 天之久,可缩短调节时间。试样离开状态调节环境后,应尽快完成测试。

ASTM D903 试样放置

测试系统

在测试过程中,记录峰值和谷值需要很高的数据捕获速率,建议使用配备 Bluehill Universal 的 Instron 6800 系列测试机架。6800 系列机架的最大数据捕获速率达 5 kHz。胶接试样的理想测试机架为 68SC-1 系统。68SC-1 机架允许的行程范围较大,最大载荷能力为 1 kN(225 lb),适用于大多数 ASTM D903 试样。如果预计试样会超出此载荷能力,则可能需要使用载荷能力更高的 6800 系列测试机架。为简化测试,Bluehill Universal 的粘合剂模块已预装 ASTM D903 测试方法。

ASTM D903 Bluehill Universal

夹具选择

虽然高级螺丝侧动夹具是 ASTM D903 测试最常用的夹持解决方案,但气动侧动夹具是此类测试的首选。气动侧动夹具可将可变气压传送到夹具,而高级侧动夹具需要手动拧紧各个试样。

这两种夹持解决方案均采用获得专利的“快换”夹钳面设计,便于操作员根据材料需求轻松更换夹钳面。最常用的夹钳面为锯齿状、橡胶材质或表面光滑,但具体使用方法在很大程度上取决于试样。有时候,锯齿状夹钳面会因为夹持过紧而造成夹钳面过早失效,而橡胶材质或表面光滑的夹钳面可能导致试样滑移或被挤出。

2712-052
250 N 型号 | 2712-052
2610-112
500 N 型号 | 2710-112
从此测试中获得了哪些类型的结果?

ASTM D903 测量 5 个不同峰值和谷值的平均值时的平均载荷,以及整体剥离强度。还应记录测试期间发生的破坏类型以进行分析。

ASTM D903 Bluehill Universal
实现成功测试的要诀

根据 ASTM D903 测试粘合剂时,使用高数据捕获速率非常重要,因为低数据速率可能会使系统“变钝”并在测试过程中遗漏一些峰值和谷值,从而导致较低的平均强度值。在英斯特朗 6800 系列系统中发现的 5 kHz 等高数据速率可捕获尽可能多的数据并实现最精确的计算。

在测试厚基材上的薄粘附物时,将试样放在夹具中会导致加载链偏移。使用先进的螺丝侧动夹具有利于调整夹钳面,并可用于消除粘附物,这样便不会发生试样未对准的情况。


Test Setup
1) Grips
2) Alignment Plate
3) Rigid Substrate
4) Specimen

 

ASTM D903 specimen placement

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