木材胶粘剂内聚强度发展标准试验方法 ASTM D 7998-19

Abes自动粘接评估系统是唯一可在粘合剂固化过程中测试其剪切粘接强度的方法，因为该方法使用起来更快、更简便。它是开发用于木材粘接的新粘合剂的最佳方法。该方法也可应用于其他粘合剂系统，以测定其粘接强度，但可能需要使用不同的基材。

为制备基底，应选择适合应用需求的基底表面。对于木材，可使用厚度约为 0.6 至 0.8 毫米的单板切片。应避免使用过度翘曲、表面不平整或存在变色等缺陷的单板。

使用前至少一天，将木材拆开堆放在21摄氏度、50%相对湿度条件下进行调湿处理。在调湿处理后，从选定的基材制备试样时，检查单板是否存在裂纹、变色或纹理不规则等缺陷，切割时应避开这些区域，并确认气动驱动的试样切割装置功能正常。接着，使用专用冲模将试样裁切成20 × 117 × 0.6～0.8 毫米的尺寸，并将一块至少150 × 300 毫米的单板置于切割刀具下方，使单板纹理方向与长边方向平行。

在启动键合过程之前，请确保自动键合评估系统设备已根据标准操作程序正常运行。并将低压表设定为 0.2 兆帕，高压表设定为 0.2 兆帕，极柱压力表设定为 0.55 兆帕，冷却空气压力表设定为 0.2 兆帕。

清除铂金盘上因前一个样品挤压而残留的任何粘合剂，并将铂金盘的温度调节至所需温度。然后使铂金盘达到平衡。对于样品的粘结，首先在天平上将每个样品撕开。

在每个样本末端0.5厘米处均匀涂抹五毫克实验性粘合剂，确保粘合区域充分覆盖，且在放置第二个样本时不会产生过多挤出。随后重新称量样本，并将第二个样本放置于粘合剂上，注意使两个样本对齐。为粘合样本，关闭自动化粘合性能测试仪的夹具，确保样品与测试仪对齐，然后按下“开始”按钮。

要获得120摄氏度的铂金板，需对重叠区域施加压力，持续两分钟。热压时间结束后，收回铂金板和夹具，将试样置于21摄氏度、50%相对湿度的环境中过夜。次日早晨，将已调节好的样品插入自动粘接性能评估系统测试仪中，然后按下开始按钮。

操作仪器时，将试样一端穿过伺服驱动装置，另一端固定在夹具连接的负荷传感器上，持续施力直至结合部位断裂。试验过程中夹板会发热，触摸可能导致烫伤。此外，当夹板闭合时，务必确保双手远离夹板。

计算机会将样品所能承受的最大力记录为粘接强度。为了确定粘合剂的强度发展速率，以估算大规模产品所需的加压时间，应在铂金板温度为100摄氏度的条件下开始进行强度测试，持续10秒。在粘接时间结束时，收回铂金板，并使用自动粘接评估系统的空气冷却功能将样品冷却至接近室温。

当样品冷却后，在相同温度下再次测试样品，但延长粘接时间，直至继续延长时间导致强度几乎不再增加或无明显增加。当所有粘接时间均测试完毕后，将温度升高10摄氏度，并重复进行加热加压操作，逐步延长作用时间，直至粘接时间与强度的关系曲线不再呈现线性区间。如果产品需要满足特定的耐温要求，则将铂金片加热至胶粘剂开始软化的温度以上，并将已粘接的样品插入自动粘接性能评估系统装置中。

将铂金板闭合在预粘合的样品上两分钟，测量粘合强度，以评估与120摄氏度粘合温度相比，粘合剂是否存在热软化现象。然后，在施加30分钟热压后重复测试，测定粘合剂的强度。如果粘合剂发生热降解，则主要目的是确定粘合剂的粘合强度或内聚强度发展速率。

务必测试失效是否源于粘合剂本身，是由于基底粘附失效还是基底材料自身失效所致。如果发生基底材料失效，则表明粘合剂具有足够的强度；而粘合剂本体内的内聚失效则表明粘合剂本身存在强度不足的问题。

如这组放热强度发展曲线所示，随着粘接温度的升高，在更短的加压时间内即可获得更高的粘接强度。该基于回归分析得到的粘接速率随温度变化的曲线表明，在较高温度下，可在更短时间内实现更快的强度发展速率。在此失败样品图像中，由于胶粘剂强度高于木材，导致粘接破坏发生在木材内部，可观察到木材本身的破坏。

尽管在此样本中，由于胶粘剂弱于木材而出现内聚破坏，导致粘接层内部发生断裂。请务必确保粘接区域重叠半厘米，因为该区域对于确定粘接强度至关重要。

可以通过测量键的热敏感性，来确定粘合剂降解或失效的温度。