胶粘剂抗剪切强度测试的样品制备要求与注意事项

胶粘剂抗剪切强度是评估粘接结构在剪切应力下可靠性的核心指标，广泛应用于汽车、航空、电子等领域的材料选型与质量管控。而样品制备作为测试的前置环节，其规范性直接决定结果的准确性——即使测试设备精度再高，若样品存在基材处理不当、胶层不均或贴合偏差等问题，也会导致数据偏离真实值。本文围绕胶粘剂抗剪切强度测试的样品制备要求与注意事项展开，从基材选择、涂覆工艺到固化处理、状态调节等环节，拆解具体操作要点，为实验室与工业测试提供可落地的参考。

基材的选择与表面处理要求

基材需与实际应用场景一致，且匹配胶粘剂的粘接机制。例如汽车底盘金属部件测试用冷轧钢板或铝合金，电子塑料外壳测试用ABS或PC塑料；若评估复合材料适用性，则选碳纤维增强塑料（CFRP）。需注意，金属基材表面的自然氧化层会降低环氧胶附着力，需用180-320目砂纸打磨或化学处理去除；塑料基材的脱模剂残留需用异丙醇擦拭或等离子体处理，避免形成隔离层。

表面粗糙度影响粘接面积与应力分布。金属基材常用100-200目石英砂喷砂，或180-320目砂纸单向打磨，使粗糙度Ra值保持0.8-1.6μm——粗糙度不足会减小接触面积，超标则易引发应力集中。塑料基材（如PET薄膜）表面光滑时，需等离子体处理增加极性，或用浓硫酸轻微蚀刻形成微小凹坑，提升机械嵌合力。

除油是基材处理的关键步骤。金属基材用无水乙醇或丙酮超声波清洗10-15分钟，去除 machining oil或手指油污；塑料基材用中性洗涤剂浸泡后，去离子水冲洗，避免溶剂腐蚀。处理后的基材需1小时内涂胶，防止再次沾染灰尘或形成新氧化层。

胶粘剂的涂覆工艺要点

涂胶量按胶层厚度与基材面积计算。以GB/T 7124-2008的100mm×25mm搭接面为例，若胶层厚0.15mm，环氧胶涂胶量约0.3-0.4g（密度按1.2g/cm³）。涂胶量不足会导致胶层不连续，过多则溢出形成胶瘤，干扰测试结果。

涂覆均匀性需工具辅助。低粘度胶用丝网印刷或点胶机定量分配，偏差控制在10%内；高粘度结构胶用刮胶板单向刮涂，刮胶板缺口深度与目标厚度一致。涂胶时避免来回刮动，防止气泡——若有气泡，可将胶放入真空干燥箱（≤0.09MPa）抽10-15分钟，消除后再涂。

涂胶工具需清洁。毛刷、刮胶板用对应溶剂清洗（环氧胶用丙酮，丙烯酸胶用乙酸乙酯），避免旧胶残留导致结块或固化不均。涂胶环境保持清洁，防止灰尘、纤维落在胶层表面形成缺陷。

试样的贴合与固化操作规范

贴合前需对齐搭接区域，确保搭接长度（如12.5mm）与宽度（如25mm）偏差≤0.5mm。用铝制卡槽固定基材，避免位移——错位会导致剪切力分布不均，结果偏低。柔性基材（如橡胶）需用平板辅助，防止褶皱。

贴合压力按胶种调整。结构胶（环氧、聚氨酯）施0.1-0.3MPa压力（1-3kg/cm²），排除界面空气；压敏胶或热熔胶施0.05-0.1MPa轻压力，避免胶层过薄。压力需均匀，用平板硫化机或砝码加载，防止局部压力过大导致胶层流失。

固化条件严格遵循说明书。如某环氧胶需120℃固化2小时，需将试样放入预热至120℃的烘箱（温差≤±2℃）——温度低会导致固化不完全，强度下降；温度高可能使胶分解或基材变形。固化后自然冷却至室温（约2小时），避免骤冷产生内应力。

试样的尺寸与形状控制

尺寸需符合测试标准。金属搭接剪切试样按GB/T 7124-2008为100mm×25mm×2mm，搭接长12.5mm；塑料基材因强度低，长度可延至150mm、厚度3mm，避免测试前断裂。尺寸偏差控制：长度±0.5mm，宽度±0.2mm，厚度±0.1mm——宽度偏差大会导致剪切面积计算错误，直接影响强度结果（抗剪切强度=剪切力/搭接面积）。

形状需规整。边缘用锉刀或砂纸打磨平整，无毛刺锐角——毛刺会引发应力集中，导致提前断裂；锐角可能划伤夹具。搭接面需垂直，避免扭曲——若不垂直，剪切力会分解为拉伸或弯曲力，结果偏离真实值。

非搭接区域需保护。涂胶前贴高温胶带，避免胶污染——若非搭接区被胶覆盖，测试时夹具会夹住胶层，改变力传递路径。固化后撕去胶带，用溶剂擦除残留胶痕。

试样边缘与界面的检查与处理

固化后需去除溢胶。若固化前未清理，用240-400目砂纸打磨边缘，或用美工刀沿基材表面切割——溢胶形成的“飞边”会承受额外剪切力，导致结果偏高。打磨时避免损伤基材或胶层界面。

检查界面缺陷。用10-20倍放大镜观察，若空隙、气泡或杂质面积超过搭接面积5%，试样废弃——缺陷会引发应力集中，使胶在低于真实强度时断裂。透明基材（玻璃、PC）用透射光检查气泡；不透明基材用超声波探伤仪检测内部缺陷。

避免边缘破损。搬运轻拿轻放，防止碰撞——边缘破损会导致力传递不均，结果波动。轻微破损可用砂纸打磨平整，破损超10%需重新制备。

测试前的试样状态调节

试样需在标准环境调节24小时以上。按GB/T 2918-2018，环境为23℃±2℃、相对湿度50%±5%——温湿度影响胶的力学性能，如潮湿会降低吸水型胶（聚醋酸乙烯酯）强度，低温会使硅橡胶变硬。调节时间不足会导致性能不稳定，重复性差。

调节期间避免干扰。试样平放干燥平台，避免堆叠或受压——堆叠会变形，受压会改变胶层结构。同时避免接触化学物质或阳光直射，防止胶性能变化。

清晰标识试样。标记胶批次、基材类型、制备日期及搭接方向（如“环氧胶-001-冷轧钢-20240501-正向”），避免混淆——不同批次胶或基材性能有差异，标识不清会导致结果分析错误。