胶粘剂的检验

1、第11章 胶粘剂的检验 胶粘剂是通过粘合作用使被粘物结合在一起的物质，是一类重要的精细化学品。胶粘剂同粘合对象金属、木材、橡胶等相比，虽然消费量小，但其社会效益和经济效益却非常的大。胶粘剂无论是自产自用还是作为产品出售，均应在生产过程中和出厂时进行检验，看其各种性能指标是否达到标准要求，以保证自身产品质量和保证所粘接产品的质量。 11.1 胶粘剂的理化性能测试 外观的测定外观是指色泽、状态、宏观均匀性、机械杂质等，它可在一定程度上直观地反映胶粘剂的品质。l、仪器试管：内径（18±1）mm，长150 mm。2、操作步骤将试样20 mL倒入干燥洁净的试管内，静置5 min，用眼睛在天然散

2、射光或日光灯下对光观察。试验应在（25±1）下进行。3、注意事项如温度低于10 ，发现试样产生异状时，允许用水浴加热到（4050）、保持5 min后，然后冷却到（25±l），再保持5 min后进行外观的测定。4、外观观察项目颜色、透明度、分层现象、机械杂质、浮油凝聚体。 密度的测定密度能反映胶粘剂混合的均匀程度，是计算胶粘剂涂布量的依据。实际生产中，常用密度计、密度瓶、韦氏天平、重量杯和简易法测定胶粘剂的密度。密度计、密度瓶、韦氏天平测定密度的方法在本书第2章2.1中已进行详细介绍，在此只介绍重量杯法和简易法。1重量杯法重量杯法是用37.00 mL的重量杯测定液态胶粘剂及其

3、组分密度的方法。它适用于液态胶粘剂密度的测定，特别适用于粘度较高或组分挥发性较大、不宜用密度瓶法测定密度的液态胶粘剂。（1）方法原理用20下容量为37.00 mL的重量杯所盛液态胶粘剂的质量除以37.00 mL，即可得到胶粘剂的密度。（2）仪器和设备1）重量杯。20下容量为37.00 mL的金属杯。2）恒温水浴或恒温室。能保持（23±l）。3）天平。感量为0.001 g。4）温度计。（050），分度为1。（3）测定步骤1）准备足以进行3次测定用的胶粘剂样品。2）用挥发性溶剂清洗重量杯并干燥之。3）在25以下把搅拌均匀的胶粘剂试样装满重量杯，然后将盖子盖紧，并使溢流口保持开启。随即用挥

4、发性溶剂擦去溢出物。4）将盛有胶粘剂试样的重量杯置于恒温水浴或恒温室，使试样恒温至（23±l）。5）用熔剂擦去溢出物，然后用重量杯的配对砝码称重装有试样的重量杯，精确至0.001 g。6）每个胶粘剂样品测试3次，以3次数据的算术平均值作为试验结果。（4）结果计算液态胶粘剂的密度按式（11-1）计算。（）(37 cm3)（11-1）式中：液态胶粘剂的密度；空重量杯的质量；装满试样的重量杯质量；2简易法简易法就是利用医用注射器测量密度。对于易流动的液态胶粘剂选用粗针头，对于难流动的膏状物可不用针头。（1）仪器和设备1）医用注射器。（1530）mL。2）恒温水浴。精度0.1 。3）天平。感

5、量为0.001 g。4）温度计。100 ，分度为0.1 。5）恒温烘箱。（2）测定步骤取医用注射器1支，装满铬硫酸洗液，放置（56）h，水洗，再用无水乙醇洗，然后干燥，精确称出质量1。于注射器内装满测试温度范围的蒸馏水，排除空气泡，保持一定体积，称出质量2。将注射器的蒸馏水倒出，并烘干，再用欲测的胶粘剂洗（12）次，与装蒸馏水同样的条件装满胶粘剂，排除气泡，称得质量3。连续测定3次，取平均值。（3）结果计算液态胶粘剂的密度按式（11-2）计算。（31）（21）（11-2） 粘度的测定粘度是表征胶粘剂质量的重要指标之一，粘度直接影响流动性和粘接强度，决定着施胶的工艺方法。胶粘剂粘度大小与树脂反应

6、终点控制有直接关系，过早的停止反应，粘度就小。反应时间过长，粘度就大。脱水树脂的粘度又与脱水量多少有关，脱水量愈多，粘度就愈大。此外，粘度大小还和温度成反比例关系，同一种胶由于使用时温度不同，使用时的粘度也不同。不同的胶接制品对粘度有不同要求，如刨花板用胶要求粘度较小，以便于施胶。粘度太大易造成施胶不匀，影响胶接质量，而细木板则要求粘度大一些，粘度太小容易渗透造成表面缺胶。所以对不同胶合制品和不同加工工艺应有不同的粘度要求。胶粘剂粘度的测定常用的方法是旋转粘度计法和粘度杯法。这两种方法在本书第2章2.10进行了详细介绍，在此就不详述了。H值的测定在氨基树脂等胶粘剂中，pH值是一项很重要的质量指

7、标，因为它关系到树脂的贮存稳定性并影响到固化时间。氨基树脂在酸性介质中反应速度较快，在中性介质中比较稳定，所以脲醛树脂最后将成品pH值调至78；三聚氰胺-甲醛树脂在微碱性介质中比较稳定，所以最后成品pH值调至8.59.5。pH值的测定方法常用酸度计法、试纸法和比色液法。其中酸度计法已在第2章2.8中进行了详细介绍，pH试纸测定pH值，方法简单、使用方便，但当被测液颜色较深时误差较大。用比色的方法可以克服这一缺点。比色法在国内一般有两种方法：一是用混合指示剂，其测定方法是在小试管内装入被测液至刻度线。加2滴混合指示液，振动均匀后，观察其颜色，确定pH值，如表11-1所示。表11-1 混合指示液显

8、色范围pH值 7.6 7.0 6.5 6.0 5.65.7 5.5 5.25.4 5.0色泽 蓝色 绿色 橄榄绿色 黄色 橙黄色 橙黄-红色 红-橙黄 红色另一种是万能指示剂，测定方法与上述方法相词，只是用比色板或标准比色管比色确定pH值。混合指示剂的配制：0.125g甲基红和0.4g溴麝香草酚蓝，溶于150mL乙醇中。 固体含量的测定固体含量是胶粘剂中非挥发性物质的含量，以质量分数表示。固体含量是产生粘接强度的根本因素，也是胶粘剂的一项重要指标。测定固体含量可以了解胶粘剂的配方是否正确，性能是否可靠。不同胶粘剂对固体含量要求亦有所不同，如胶合板用胶，一般调胶时要加填料，因此固体含量亦可低些；

9、刨花板热压时温度高、时间短、拌胶后的刨花挥发物含量亦高，就要求固体含量高。否则容易鼓包开胶。此外还要与被粘材料含水率配合起来考虑。被粘材料含水率低，固体含量可要求低一些。固体含量一般采用烘干法进行测定。另外，工厂作为产品中间质量控制和最后成品检验，经常也采用测定树脂的折光率来检验固体含量。在此介绍烘干法。1测定原理测定胶粘剂的固体含量是使试样在一定温度下加热一定时间后，以加热后试样质量与加热前试样质量的比值表示。2仪器（1）烘箱：温度波动不大于±2 。（2）称量容器：直径50 mm，高度30 mm的称量瓶或铝箔。（3）干燥器：装有变色硅胶的干燥器。（4）分析天平。（5）温度计：（01

10、50）。3操作步骤在预先干燥至质量恒定的称量瓶中，用分析天平称取适量试样（准确至0.00l g）。将称量瓶放入恒定温度的真空烘箱内，按表11-2规定的干燥条件干燥，然后取出放入干燥器内，冷却20 min，称量。表11-2 试样干燥条件胶粘剂种类 试样重 /g 干燥温度 / 干燥时间 /min 脲醛、三聚氰胺 1.5 105±2 180 酚醛树脂 1.5 135±2 60 其他胶粘剂 1.0 105±2 180 4结果计算固体含量的质量分数w按式（11-3）计算： （11-3）式中：m称量瓶与干燥后树脂的质量；m1称量瓶的质量；m2称量瓶与干燥前树脂的质量。 适用期

11、的测定适用期也称为使用期或可使用时间，即配制后的胶粘剂能维持其可用性的时间。适用期是化学反应型胶粘剂和双液型橡胶胶粘剂的重要工艺指标，对于胶粘剂的配制量和施工时间很有指导意义。1测定原理化学反应型胶粘剂一般在混合后便放热，其粘度显著增长而至凝胶，这段时间即为胶粘剂适用期。2、仪器（1）恒温水浴：温度波动不大于±2 。（2）旋转粘度计。（3）天平：感量0.1 g。3操作步骤（1）把待测胶粘剂的各组分放置在（23±2）试验温度下至少停放4 h。（2）在比配胶量大1/3体积的烧杯中，按胶粘剂配制使用说明书配制不少于250 mL的胶粘剂，在各组分充分混合后即计时，作为胶粘剂适用期的

12、起始时刻。（3）把配制好的胶粘剂尽快地均分成若干份（不少于5份），保存在60 mL的带盖小容器内，至少充满容器体积的3/4。每一容器中的胶粘剂试样供测定一个粘度值和制备一组胶接试样。胶接试样的制备按胶粘剂使用说明书规定进行。（4）从适用期起始时刻起，经一定的时间间隔重复进行粘度和胶接强度测定。（5）当胶粘剂初始粘度或胶接强度有一项无法测定时，允许只进行单项测定。4胶粘剂适用期的确定试验后，将胶粘剂粘度和胶接强度对时间作图，以粘度迅速突变上升的时间和胶接强度下降到指标值以下的时间中较短的时间确定为胶粘剂的适用期。对于混合时放热量较大的胶粘剂，其一次混合物量一般以25 g为宜。对于放热量较小的溶剂

13、型胶粘剂，若它的近似适用期约为8 h，则混合物量以500 mL为宜。试验结果以小时（h）或分（min）表示。 固化时间的测定固化时间即在规定的温度压力条件下，装配件中胶粘剂固化所需的时间。这里是指树脂本身的固化时间。对固化时间的要求与适用期正好相反。固化快，可缩短热压时间，提高生产效率，因此固化时间短些有利。1测定原理本方法适用于酚醛树脂固化时间的测定。酚醛树脂固化时间是指树脂加入固化剂后在100 的沸水中，从树脂放入开始到树脂固化所需要的时间，以s计。2仪器装置（1）平底或圆底短颈瓶：1000 mL。（2）试管：直径18 mm，长150 mm。（3）搅拌棒。 图11-1 树脂固化时间测定装置

14、（4）铁丝：直径2 mm，长300 mm。 1-试管；2-搅拌棒；3-短颈烧瓶3试剂 氯化铵：分析纯。 4操作步骤称取50 g试样放入100 mL烧杯中，在烧杯中加入相当于树脂固体含量1.7 %的氯化铵溶液，搅拌均匀后，立即取出试样2 g，放入试管中（注意不要使试样粘在管壁上），插入搅拌棒，将试管放入有沸水的短颈烧瓶中。瓶中沸水的水面，比试管中的试样液面要高出20 mm，在不断搅拌下，试样逐渐硬化。当试样放入烧瓶中时，即开始按动秒表，直到搅拌棒突然不能提起的瞬间停止秒表，记录时间。平行测定三次，取其平均值。平行测定结果之差不超过2 s。氯化铵用量m(NH4Cl)按式（11-4）计算：m（NH4

15、Cl） = m0××K （11-4）式中：m0树脂质量；树脂固体质量分数；Klg干树脂的氯化铵加入的质量，一般为0.017。 贮存期的测定胶粘剂贮存期是在一定条件下，胶粘剂仍能保持其操作性能和规定强度的存放时间。这是胶粘剂研制、生产和储存时必须考虑的重要问题，是胶粘剂质量的一项重要指标。否则，储存期过短，使用前就已经报废，将造成很大的损失和浪费。胶粘剂储存期通常是指在存放一定时间后观察外观和涂布以测定粘度和强度不发生变化的时间，这需要自然放置3个月、6个月、12个月，很不经济，因此也可采用热老化加速方式进行测定。1热老化法（1）测定原理在加热条件下，通过测量胶粘剂加热前后的

16、粘度和胶接强度变化。如在规定时间内，粘度和胶合强度变化率小，则说明被测定的胶粘剂可达到预定的储存期。本方法适用于酚醛、脲醛及三聚氰胺甲醛树脂贮存稳定性的测定。（2）仪器1）恒温水浴；2）试管（直径18 mm，长150 mm）。（3）测定步骤胶粘剂试样在进行初始粘度与胶合强度测定后，分别称取试样10 g于试管中与试样100 g放入三角烧瓶中。按表11-3所规定的温度，将试管和三角烧瓶同时放人恒温水浴中，试样的液面应在水浴液面下20 mm处，记下开始时间。约10 min后，盖紧塞子，每小时取出试管观察一次试样的流动性。三角烧瓶中试样按表中条件处理完毕，取出冷却至20 ，测定粘度及胶合强度，计算出粘

17、度和胶合强度变化率。表11-3 贮存稳定性试验条件胶种 处理温度（） 处理时间（h）氨基树脂胶粘剂 70±2 10酚醛树脂胶粘剂 60±2 15储存稳定性试验按表11-3规定条件进行处理，如达到规定时间，粘度和强度变化率小，则相当于密封包装在室温下20 左右的胶粘剂在太阳不直接照射处贮存100天。（4）测定结果计算树脂粘度变化率按式（11-5）计算： （11-5）式中：粘度变化率；贮存后的粘度； 0一一贮存前的粘度。胶接强度变化率按式（11-6）计算： （11-6）式中：j胶接强度变化率； 贮存后的胶接强度； 0贮存前的胶接强度。2常温法（1）测定原理通过测量胶粘剂储存前后

18、的粘度和胶接强度的变化，达到测定储存期的目的。（2）仪器设备1）恒温器（室）。温度波动范围不大于±2 。2）容器。有盖的玻璃瓶，塑料瓶或镀锌铁罐。3）天平。感量0.1 g.（3）测定步骤1）从刚生产的胶粘剂中取出不少于3 kg的样品，分装于500 mL的有盖容器中，密闭待测（若试样包装小于500 mL，可不必分装）。2）将密闭待测的试样存放于（23±2）的恒温箱中。3）将其中一个已分装试样的容器，在存放开始时立即置于试样测定条件下，即（23±2）下，至少4 h。4）按胶粘剂配制说明书配制胶粘剂，测定胶粘剂的粘度。5）按胶粘剂配制说明书的规定制备胶接试样，并测定胶粘

19、剂的胶接强度。6）在存放期间，以一定的时间间隔，分别取已分装的试样，按以上步骤进行操作（至少2次）。（4）测定结果测定结果以胶粘剂仍能保持其操作性能和规定强度的最长存放时间，为储存期的极限值，以时间单位表示。 热熔胶软化点的测定热熔胶软化点是热熔胶表征质量和工艺的性能指标，按GB/T 15332-94进行测定。1测定原理把确定质量的钢球置于填满试样的金属环上，在规定的升温条件下，钢球进入试样，从一定的高度下落，当钢球触及底层金属挡板时的温度，视为软化点。2仪器和传热介质（1）软化点测定装置：如图11-2所示，其中钢球直径为9.53 mm，质量为（3.50±0.05）g；烧杯容量约为8

20、00 mL，直径90 mm，高度不小于140 mm。（2）瓷板：应光洁。（3）瓷坩埚：容量为50 mL。（4）传热介质：应不与被测试样起反应，如使用水浴、甘油浴或硅油浴。图11-2 软化点测定器装置1试样杯；2环架；3钢球；4温度计；5烧杯；6钢球定位环；7金属平板；8环架金属板3试样制备取一定量的实验室样品放在瓷坩埚内，然后将瓷坩埚置于适当的传热介质中。加热样品至熔化，记录开始熔化的温度。继续加热使其完全熔化，直至其温度超过开始熔化的温度（2550）。在熔化和升温的整个阶段应搅动试样，使其完全成为均匀且无气泡的液体。另外，把试样环加热到与熔化试样相同的温度，再将其放在瓷板上，为避免与其粘合，

21、瓷板可稍微涂些甘油或硅油。用足够量的熔化的试样填满试样环，使其在冷却之后稍有多余部分。在空气中冷却30 min，然后用稍加热的刀除去多余试样。4测定步骤准备好仪器，悬挂好温度计，使温度计的底部位于试样环平面，并与两环的距离相等，调节环架成水平状。（1）软化点温度低于80 的试样的测试用比估计温度低10 的蒸馏水装满容器，要浸没试样环，水面应高出试样环50 mm，在恒温的水浴中，这一温度应保持15 min，用夹钳把预先浸在水浴中达到同一温度的钢球放入钢球定位环上。均匀升温，升温速度为（5±1）/min。加热水浴温度，直至钢球穿到试样环进入试料。凡是不按上述升温速度加热的所有试验都无效。

22、当被试料包围的钢球触及到环架的下承板时，要及时记录温度计所显示出的温度。在试验过程中，如果试样发生连续降解的话，则可充入惰性气体或用其他方法进行测量。（2）软化点温度高于80 的试样的测试软化点温度高于80 的试样制备和操作方法与软化点温度低于80 的试样测试相同，但要使用甘油浴或硅油浴进行加热。5结果表示实验结果用两次测定温度的平均值表示。 耐化学试剂性能的测定耐化学试剂性能按GB/T 13353-92进行测定。该方法利用胶粘剂胶接的金属试样在一定的试验液体中、一定温度下浸泡规定时间后，粘接强度的降低来衡量胶粘剂的耐化学试剂性能，适用于各种类型的胶粘剂。1测定原理按GB/T 2790-199

23、5、GB/T 2791-1995、GB/T 6328-1999、GB/T 6329-1996、GB/T 7122-1996、GB/T 7124-1986和GB/T 7749-1987胶粘剂强度测定方法的规定制备一批试样，再将该批试样任意分为两组，一组试样在一定温度条件下浸泡在规定的试验液体里，浸泡一定时间后测定其强度；另一组试样在相同温度条件的空气中放置相同的时间后测定其强度。两组强度值之差与在空气中强度值的比值为胶粘剂耐化学试剂性能的强度变化率。2设备（1）使用所采用的测定方法中规定试验机和夹具。（2）试验容器在试样浸泡期内应能密封，并能承受液体在试验温度时所产生的压力和不受所使用液体的腐蚀

24、。3试样根据所采用的测定方法确定试样的形式、试样制备要求和每组试样个数。4试验液体（1）矿物油中的芳香烃含量是造成胶粘剂溶胀的主要原因，在不同产地、不同批次的同种牌号的商品油中，芳香烃含量也可能不同，因此商品油不能直接用作试验液体。（2）耐烃类润滑油的溶胀性能试验应在橡胶标准试验油1号、2号、3号中选择试验液体，所选用的标准试验油其苯胺点应最靠近商品油的苯胺点，橡胶标准试验油应符合表11-4的有关规定。表11-4 橡胶标准试验油理化性能项目理化性能指标1号2号3号苯胺点 /运动粘度 /m2·s1 （×106）闪点 /124±120±124393±

25、;320±224070±133±1163注：1号、2号试验油运动粘度的测量温度为99，3号试验油为37.8。（3）橡胶标准试验油的理化性能测定按GB/T 262-1988、GB/T 265-1988及GB/T 267-1988进行。（4）耐化学试剂试验应采用产品使用时所接触的同样浓度的化学试剂。（5）蒸馏水。5试验条件（1）在下列的推荐温度选择浸泡温度：（23±2）、（27±2）、（40±1）、（50±1）、（70±1）、（85±1）、（100±1）、（125±2）、（150±

26、;2）、（175±2）、（200±2）、（225±3）、（250±3）。（2）在下列的推荐时间选择浸泡时间：24 h，（7072）h，（168±2）h，168的倍数。（3）试验液体体积应不少于试样总体积的10倍，并确保试样始终浸泡在试验液体中。（4）试验液体只限于使用1次。（5）试样制备后的停放条件、试验环境、试验步骤、试验结果的计算均应按使用的测定方法标准的规定。6测定步骤（1）把试验液体倒入容器内，倒入的量应符合试验条件的规定。（2）把1组试样放入容器内，每个试样沿容器壁放置。（3）合上容器盖至完全密闭，做高温试验要先调节恒温箱，使恒温箱温

27、度达到试验条件5（1）中选定的温度，将容器放入恒温箱内再开始计时。（4）浸泡时间应符合试验条件5（2）的规定。（5）室温试验时，每隔24 h轻轻晃动容器，使容器内各部分试验液体的浓度保持一致。（6）达到规定时间后从容器中取出试样，高温试验时，应先从恒温箱内取出密闭容器，冷却至室温再取出试样。（7）当试验液体是橡胶标准试验油时，用一合适有机溶剂洗净试样上的介质。（8）测定试样的强度，并计算算术平均值。（9）在和（3）条相同温度下，把另一组试样在空气中放置和（4）条相同的时间后，测定试样的强度，并计算算术平均值。7结果计算胶粘剂耐化学试剂强度变化率按式（11-7）计算，计算结果精确到0.01。 （

28、11-7）式中：胶粘剂耐化学试剂强度变化率；0在空气中放置后试样强度的算术平均值；1经化学试剂浸泡后试样强度的算术平均值。 游离醛含量的测定游离醛即树脂制造中没有参加反应的甲醛质量分数，这部分甲醛是游离状态的。胶粘剂中游离醛含量高，固化快，但适用期短，给操作带来不便并造成环境污染，危害人体健康。1、酚醛树脂胶粘剂中游离甲醛的测定（l）测定原理胶粘剂中游离甲醛与盐酸羟胺作用，生成等量的酸，然后以氢氧化钠中和生成的酸。HCHO + NH2OH·HCl CH2=NOH + HCl + H2ONaOH + HCl NaCl + H2O（2）仪器实验室一般仪器：烧杯、滴定管、酸度计。（3）试剂

29、与溶液1）盐酸羟胺溶液：称取10 g盐酸羟胺溶于90 mL蒸馏水中。2）溴酚蓝指示剂：（溴酚蓝）=0.1 %。3）氢氧化钠标准溶液：c（NaOH） = 0.1 mol/L。（4）操作步骤称取试样2 g（准确至0.0001 g）于一150 mL烧杯中，加50 mL蒸馏水（如为醇溶性树脂可加乙醇与水的混合溶剂或纯乙醇溶解）及2滴溴酚蓝指示剂。用0.1 mol/L盐酸标准溶液滴定至终点（在酸度计上pH值等于4.0）时，吸入10 盐酸羟胺溶液10 mL，在（2025）下放置10 min，然后以0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至pH值等于4.0时为终点。同时以50mL蒸馏水或者乙醇与水（或纯乙醇）

30、作溶剂代替试液进行空白试验。（5）计算胶粘剂中游离甲醛质量分数按式（11-8）计算： （11-8）式中：w胶粘剂中游离甲醛质量分数；V1滴定试样所消耗氢氧化钠标准溶液的体积；V2空白试验所消耗氢氧化钠标准溶液的体积；c氢氧化钠标准溶液的实际浓度；(HCHO)甲醛的摩尔质量，(HCHO)0.03003 kg/mol；m试样质量。2、氨基树脂游离甲醛的测定（l）原理在样品中加入氯化铵溶液和一定量的氢氧化钠，使生成的氢氧化铵和树脂中甲醛反应，生成六次甲基四胺，再用盐酸滴定剩余的氢氧化铵。NH4Cl + NaOH NaCl + NH4OH6 HCHO + 4 NH4OH (CH2) 6N4 + 10H

31、2ONH4OH + HCl NH4Cl + H2O（2）仪器实验室一般仪器：碘瓶、滴定管。（3）试剂与溶液1）甲基红-甲基蓝混合指示剂：两份0.l %甲基红乙醇溶液与一份0.l 次甲基蓝溶液混合2）溴甲酚绿-甲基红混合指示剂：三份0.l 溴甲酚绿乙醇溶液与一份0.2 甲基红乙醇溶液混合。3）氯化铵溶液：=10 。称取10 g氯化铵溶解于90 mL蒸馏水中4）氢氧化钠溶液：c=1 mol/L5）盐酸标准溶液：c=1 mol/L。（4）操作步骤称取试样5 g（准确至0.0001 g）于250 mL碘瓶中，加入50 mL蒸馏水溶解（若样品不溶解于水，可用适当比例的乙醇与水混合溶剂溶解，空白试验条件相

32、同），加入甲基红-甲基蓝混合指示剂（810）滴，如树脂不是中性，应用酸或碱滴定至溶液为灰青色，加入10 mL氯化铵溶液，摇匀，立即用吸管加入氢氧化钠溶液1 mL，充分摇匀，盖紧瓶塞。在（2025）下放置30 min，用盐酸标准溶液进行滴定，溶液颜色变化的顺序为绿色灰青色红紫色，以灰青色为终点。同时进行空白试验。注意在放置过程中塞紧瓶塞，用水封口以防氨的逃逸。（5）计算胶粘剂中游离甲醛质量分数w按式（11-9）计算。 （11-9）式中：w胶粘剂中游离甲醛质量分数； c盐酸标准溶液的实际浓度； V1空白试验所消耗盐酸标准溶液； V2滴定试样所消耗盐酸标准溶液；(HCHO)甲醛的摩尔质量，(HCHO

33、)0.03003 kg/mol；m试样质量。 游离酚含量测定游离酚是指酚醛树脂胶粘剂中没有参加反应的苯酚质量分数。游离酚含量高，树脂贮存稳定性好，但由此会造成空气污染和对人体健康的严重危害，并使树脂收率降低，成本增高。1游离酚含量在1以上时的测定方法（l）测定原理胶粘剂中未作用的苯酚，用水蒸气蒸馏与水一起馏出，用溴量法测定，其反应如下：5KBr + KBrO3 + 6HCl 3Br2 + 6KCl + 3H2OC6H5OH + 3Br2 HOC6H2Br3 + 3HBrBr2 + 2KI 2KBr + I2I2 + 2Na2S2O3 NaI + Na2S4O6（2）仪器1）蒸馏装置。如图11-

34、3所示。2）实验室一般玻璃仪器，如烧瓶、滴定管、烧杯等。图11-3 测定游离苯酚装置1-电炉；2-水蒸气发生器；3-安全导管；6-圆底烧瓶；5-试样；6-支架；7-冷凝器；8-容量瓶（3）试剂与溶液1）碘化钾、盐酸、乙醇，均为分析纯；2）溴酸钾-溴化钾溶液：称取2.8 g溴酸钾（化学纯）和l0 g溴化钾（化学纯），用适量蒸馏水溶解，稀释至1000 mL；3）淀粉指示剂：（淀粉）=0.5 。称取1 g可溶性淀粉，加l0 mL水，搅拌下注入200 mL沸水中，再微沸2 min，放置待用（使用前制备）；4）硫代硫酸钠标准溶液：c=0.1 mol/L。（4）操作步骤在分析天平上称取试样2 g（准确至0

35、.000 1 g），置于1000 mL圆底烧瓶中，以20 mL蒸馏水溶解（如果试样为醇溶性固体树脂，则称取1 g试样置于烧瓶内，加入25 mL乙醇，摇动使树脂完全溶解），然后连接蒸汽发生器、冷却器及容量瓶。开始蒸馏，要求在（4050）min内蒸馏液达到500 mL，取一滴蒸馏液滴入少许饱和溴水中，如果不发生浑浊即停止蒸馏。取下容量瓶加蒸馏水稀释至1000 mL。用吸管吸取50 mL蒸馏液于500 mL碘量瓶中，然后用吸管加入25 mL溴酸钾-溴化钾溶液和5 mL浓盐酸。迅速盖上瓶塞用水封瓶口，再放置暗处15 min。然后加入1.8 g固体碘化钾，用少许蒸馏水冲洗瓶口，再放置暗处10 min。用

36、硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色时，加3 mL淀粉指示剂继续滴定至蓝色消失，即为终点。同时进行空白试验。（5）计算胶粘剂中游离酚质量分数w按式（11-10）计算： （11-10）式中：w胶粘剂中游离苯酚质量分数；V1空白试验所消耗硫代硫酸钠标准溶液；V2滴定试样所消耗硫代硫酸钠标准溶液；c硫代硫酸钠溶液的实际浓度；m试样质量。M(1/6C6H5OH)1/6C6H5OH的摩尔质量，M(1/6C6H5OH) = 0.01568 kg/mol；2游离酚含量在l以下时的测定方法（1）方法原理苯酚含量在l 以下时，用一般容量分析法测定，准确性差。因此，应用分光光度计法，测定样品的吸光度，从而测出该物质的含

37、量，是一种快速、灵敏、操作简便的方法。（2）仪器1）分光光度计。2）实验室一般仪器，如容量瓶等。（3）试剂和溶液1）氨基安替比林溶液：=2 %。称取2 g氨基安替比林溶于蒸馏水中，稀释至l00 mL（当日配制）。2）铁氰化钾溶液：=2 %。称取2 g铁氰化钾溶于蒸馏水中稀释至100 mL（允许使用一星期）；3）氨水溶液：c = 2 mol/L。量取100 mL 25 %的氨水，用蒸馏水稀释至375 mL；4）苯酚：优级纯。（4）测定步骤1）标准曲线的绘制取苯酚50 mg，用水溶解于500 mL容量瓶中并稀释至刻度，制成=0.1 g/L浓度的标准溶液。取50 mL容量瓶10个，分别加入l mL、

38、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL、7 mL、8 mL、9 mL、10 mL标准溶液，加蒸馏水稀释至刻度。然后分别加入1 mL氨水溶液、0.5 mL 6-氨基安替比林及1 mL 铁氰化钾溶液，摇匀。5 min后在分光光度计上520 nm处，用厚度为1 cm的比色皿测定其吸光度值。同时用未加标准溶液的试剂溶液做空白试验。用所得到的吸光度值和各自的标准溶液浓度，绘制成纵坐标为吸光度值、横坐标为苯酚标准溶液中苯酚质量的线性标准曲线。2）试样测定称取试样2 g，用水蒸气蒸馏法制得蒸馏液，并将蒸馏液稀释至1000 mL。吸取50 mL，放入100 mL三角瓶中，加1mL 氨水溶液、0.5

39、mL 6-氨基安替比林及1 mL铁氰化钾溶液。搅拌5 min后，按绘制标准曲线的标准溶液测定条件，测定其吸光度值。试验结果取两次测定的平均值。（6）计算胶粘剂中游离苯酚质量分数w按式（11-11）计算。 ×20 （11-11）式中：w胶粘剂中游离苯酚质量分数；根据标准曲线查得的该吸光度值所对应的苯酚质量； m试样质量。11.2 粘接强度的检验评价粘接质量最常用的方法就是测定粘接强度。表征胶粘剂性能往往都要给出强度数据，粘接强度是胶粘技术当中一项重要指标，对于选用胶粘剂、研制新胶种、进行接头设计、改进粘接工艺、正确应用胶粘结构很有指导意义。粘接强度是指胶粘体系破坏时所需要的应力，目前主

40、要是通过破坏试验测得的，当然还有无损检验的方法，只是目前还不很成熟。了解粘接强度的基本概念、熟悉胶粘破坏的一般类型、研究胶粘强度的影响因素、学会粘接强度的测定方法，对于掌握和运用胶粘技术是很有必要的。 粘接强度的基本概念胶粘结构在使用时，总是要求具有最佳的力学性能，目前评定胶粘体系力学性能优劣的主要指标是粘接强度，研究粘接强度有着重要的理论和实际意义。1粘接强度粘接强度是指在外力作用下，使胶粘件中的胶粘剂与被粘物界面或其邻近处发生破坏所需要的应力，粘接强度又称为胶接强度。粘接强度是胶粘体系破坏时所需要的应力，其大小不仅取决于粘合力、胶粘剂的力学性能、被粘物的性质、粘接工艺，而且还与接头形式、受

41、力情况（种类、大小、方向、频率）、环境因素（温度、湿度、压力、介质）和测试条件、实验技术等有关。由此可见，粘合力只是决定粘接强度的重要因素之一，所以粘接强度和粘合力是两个意义完全不同的概念，绝不能混为一谈。2粘接接头的受力形式粘接接头在外力作用下胶层所受到的力，可以归纳为剪切、拉伸、不均匀扯离和剥离4种形式，见图11-4所示。图11-4 粘接接头的受力类型（1）剪切。外力大小相等、方向相反，基本与粘接面平行，并均匀分布在整个粘接面上。（2）拉伸。亦称均匀扯离，受到方向相反拉力的作用，垂直于粘接面，并均匀分布在整个粘接面上。（3）不均匀扯离。也叫劈裂，外力作用的方向虽然也垂直于粘接面，但是分布不

42、均匀。（4）剥离。外力作用的方向与粘接面成一定角度，基本分布在粘接面的一条直线上上述4种力，在同一胶粘体系中很有可能有几种力同时存在，只是何者为主的问题。3粘接强度的分类根据粘接接头受力情况不同，粘接强度具体可以分为剪切强度、拉伸强度、不均匀扯离强度、剥离强度、压缩强度、冲击强度、弯曲强度、扭转强度、疲劳强度、抗蠕变强度等。（1）剪切强度剪切强度是指粘接件破坏时，单位粘接面所能承受的剪切力，其单位用兆帕（MPa）表示。剪切强度按测试时的受力方式又分为拉伸剪切、压缩剪切、扭转剪切和弯曲剪切强度等。不同性能的胶粘剂，剪切强度亦不同，在一般情况下，韧性胶粘剂比柔性胶粘剂的剪切强度大。大量试验表明，胶

43、层厚度越薄，剪切强度越高。测试条件影响最大的是环境温度和试验速度，随着温度升高剪切强度下降，随着试验速度的减慢剪切强度降低，这说明温度和速度具有等效关系，即提高测试温度相当于降低加载速度。（2）拉伸强度 拉伸强度又称均匀扯离强度、正拉强度，是指粘接受力破坏时，单位面积所承受的拉伸力，单位用兆帕（MPa）表示。 因为拉伸比剪切受力均匀得多，所以一般胶粘剂的拉伸强度都比剪切强度高得很多。在实际测定时，试件在外力作用下，由于胶粘剂的变形比被粘物大，加之外力作用的不同轴性，很可能产生剪切，也会有横向压缩，因此，在扯断时就可能出现同时断裂。若能增加试样的长度和减小粘接面积，便可降低扯断时剥离的影响，使应

44、力作用分布更为均匀。弹性模量、胶层厚度、试验温度和加载速度对拉伸强度的影响基本与剪切强度相似。（3）剥离强度剥离强度是在规定的剥离条件下，使粘接件分离时单位宽度所能承受的最大载荷，其单位用kN/m表示。剥离的形式多种多样，一般可分为L型剥离、U型剥离、T型剥离和曲面剥离，如图11-5所示。图11-5 剥离的几种形式随着剥离角的改变，剥离形式也变化。当剥离角小于或等于90º时为L型剥离，大于90º或等于180º时为U型剥离。这两种形式适合于刚性材料和挠性材料粘接的剥离。T型剥离用于两种挠性材料粘接时的剥离。剥离强度受试件宽度和厚度、胶层厚度、剥离强度、剥离角度等因素

45、影响。（4）不均匀扯离强度 不均匀扯离强度表示粘接接头受到不均匀扯离力作用时所能承受的最大载荷，因为载荷多集中于胶层的两个边缘或一个边缘上，故是单位长度而不是单位面积受力，单位是kN/m。（5）冲击强度 冲击强度意指粘接件承受冲击载荷而破坏时，单位粘接面积所消耗的最大功，单位为kJ/m2。 按照接头形式和受力方式的不同，冲击强度又分为弯曲冲击、压缩剪切冲击、拉伸剪切冲击、扭转剪切冲击和T型剥离冲击强度等。 冲击强度的大小受胶粘剂韧性、胶层厚度、被粘物种类、试件尺寸、冲击角度、环境湿度、测试温度等影响。胶粘剂的韧性越好，冲击强度越高。当胶粘剂的模量较低时，冲击强度随胶层厚度的增加而提高。（6）持

46、久强度 持久强度就是粘接件长期经受静载荷作用后，单位粘接面积所能承受的最大载荷，单位用兆帕（MPa）表示。 持久强度受加载应力和试验温度的影响，随着加载应力和温度的提高持久强度下降。 （7）疲劳强度 疲劳强度是指对粘接接头重复施加一定载荷至规定次数不引起破坏的最大应力。一般把在10次时的疲劳强度称为疲劳强度极限。 一般来说，剪切强度高的胶粘剂，其剥离、弯曲、冲击等强度总是较低的；而剥离强度大的胶粘剂，它的冲击、弯曲强度较高。不同类型的胶粘剂，各种强度特性也有很大差异。 拉伸剪切强度的测定方法1金属与金属粘接剪切强度的测试（1）原理试样为单搭接结构，在试样的搭接面上施加纵向拉伸剪切力，测定试样能

47、承受的最大负荷。搭接面上的平均剪应力为胶粘剂的金属对金属搭接的拉伸剪切强度，单位为MPa。（2）装置1）试验机。使用的试验机应使试样的破坏负荷在满标负荷的（1585）%之间。试验机的力值示值误差不应大于1 %。试验机应配备一副自动调心的试样夹持器，使力线与试样中心线保持一致。试验机应保证试样夹持器的移动速度在 (5±1) mm/min内保持稳定。2）量具。测量试样搭接面长度和宽度的量具精度不低于0.05 mm。3）夹具。胶接试样的夹具应能保证胶接的试样符合要求。在保证金属片不破坏的情况下，试样与试样夹持器也可用销、孔连接的方法。但不能用于仲裁试验。（3）试样1）除非另有规定，试样应符

48、合图11-6的形状和尺寸。标准试样的搭接长度是（12.5±0.5）mm，金属片的厚度是(2.0±0.1) mm，试样的搭接长度或金属片的厚度不同对试验结果会有影响。图11-6 试样形状和尺寸2）建议使用LY12-CZ铝合金、1Cr18Ni9Ti不锈钢、45碳钢、T2铜等金属材料。3）常规试验，试样数量不应少于5个。仲裁试验试样数量不应少于10个。对于高强度胶粘剂，测试时如出现金属材料屈服或破坏的情况，则可适当增加金属片厚度或减少搭接长度。两者中选择前者较好。测试时金属片所受的应力不要超过其屈服强度S，金属片的厚度可按式（11-12）计算： （L·）/S （11-1

49、2）式中：金属片厚度；L试样搭接长度；胶粘剂拉伸剪切强度；S金属材料屈服强度（MPa）。（4）试样制备1）试样可用不带槽（如图11-7）或带槽（如图11-8）的平板制备，也可单片制备。图11-7 标准试板 图11-8 可选试板2）胶接用的金属片表面应平整，不应有弯曲、翘曲、歪斜等变形。金属片应无毛刺，边缘保持直角。3）胶接时，金属片的表面处理、胶粘剂的配比、涂胶量、涂胶次数、晾置时间等胶接工艺以及胶粘剂的固化温度、压力、时间等均按胶粘剂的使用要求进行。4）制备试样都应使用夹具，以保证试样正确地搭接和精确地定位。5）切割已胶接的平板时，要防止试样过热，应尽量避免损伤胶接缝。（5）试验条件试样的停

50、放时间和试验环境应符合下列要求：1）试样制备后到试验的最短时间为16 h，最长时间为30 d。2）试验应在温度为（23±2） 、相对湿度为（4555）%的环境中进行。3）对仅有温度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间不应少于0.5 h；对有温度、湿度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间一般不应少于16 h。（6）试验步骤1）用量具测量试样搭接面的长度和宽度，精确到0.05 mm。2）把试样对称地夹在上下夹持器中，夹持处到搭接端的距离为（50±1）mm3）开动试验机，在(5±1) mm/min内，以稳定速度加载。记录试样剪切破坏的最大负荷，记录胶接破坏的

51、类型（内聚破坏、粘附破坏、金属破坏）。（7）试验结果对金属搭接的胶粘剂拉伸剪切强度按式（11-13）计算，单位为MPa。= F /（b·l） （11-13）式中：F试样剪切破坏的最大负荷；b试样搭接面宽度；l试样搭接面长度；试验结果以剪切强度的算术平均值、最高值、最低值表示。取3位有效数字。2非金属与金属粘接剪切强度的测定非金属材料如橡胶、玻璃等与金属粘接的剪切强度测定，可采用在两片金属之间粘接非金属材料的方法。现以橡胶与金属粘接剪切强度的测定为例。橡胶的厚度为（2.0±0.3）mm，宽度为 mm长度为（15±0.5）mm，金属板的规格为（70 mm×2

52、0 mm×2 mm），搭接长度为15 mm。粘接后的剪切试样件见图11-9所示。图11-9 橡胶与金属粘接的剪切试件橡胶与金属粘接面的错位不应大于0.2 mm。测试时应使试件中心线与试验机的施力轴线相一致，以（50±5）mm/min加载速度拉伸剪切，记录破坏时的最大负荷，按式（11-14）计算剪切强度，单位为MPa。= F /（b·l） （11-14）式中：F破坏负荷；b试件粘接面宽度；l试件粘接面长度。 该件不应少于5个，经取舍后不得少于原数的60 %，取算术平均值，允许偏差为±15 %。3非金属材料粘接剪切强度的测定可仿效金属与金属粘接剪切强度测定方

53、法进行。代表同一试验的试件不得少于原试验数量的60 %，取算术平均值，有效数字保留3位。每一试件测得的数值，与平均值的偏差不行超过±5 %。测定高低温的剪切强度，需将试件置于加热或冷却装置中，并在所要求的温度下保持（3045）min，然后施力拉伸。 拉伸强度的测定方法1金属粘接拉伸强度的测定测定金属粘接拉伸强度的最常用试件如图11-10所示。图11-10 拉伸强度测定试件 图11-11 拉伸强度测定试件粘接加压装置试件两圆柱体的直径应一致，同轴度为±0.1 mm，两粘接平面平行度为±0.2 mm，加工粗糙度为5.0 m。试件粘接按工艺要求进行，为确保胶层厚度一致，可将0.1×(23) mm左右的铜丝在叠合前放入胶层内，以专用装置（见图11-11）定位固化。测定前从胶层两旁测量圆柱体的直径d（精确到1×106 m）。测定时将试件装于拉力试验机的夹具上，调整施力中心线，使其与试件轴线相一致，以（1020）mm/min的加载速度拉伸，拉断时记录破坏负荷，拉伸强度按式（11-15）计算，单位为MPa。 F A （11-15）式中：F 试件破坏时的负荷； A 试件粘接面积，A=d2/4。每组粘接试件不行少于5个，按允许偏差±15 %取算术平均值，保留3位有效