木质材料粘接性能测试方法汇总

木质材料粘接性能测试方法

粘接材料日益广泛地被采用，这就要求对粘接材料的力学性能有足够的认识，判定一个粘接接头是否结实、耐用，可以用无损检测的方法，它简单、快捷，但目前，还是以破坏性试验所测得结果为主要依据，一般以测定胶合强度来表示粘接性能，而粘接耐久性则采用促进试验的方法，对于木材粘接材的粘接耐久性常采用的方法是将其放在水（温水、热水等）中浸渍或浸渍-干燥（促进老化试验）后，再测定胶合强度。还可采用在反复吸水、干燥后测定剥离状态的浸渍剥离试验，在日本农林标准（JAS）中规定的就是这种方法。

各种复杂的粘接接头的胶层受力形式，都可按在实际工作中的状态分解为以下四种基本受力方式：剪切、拉伸、剥离和劈开（见图1）。

在测定胶合强度时，是按照标准规定或厂商指定的粘接试验片材料（被粘接材）来制作试件，然后用破坏试验、浸渍剥离试验等适当的方法来评价粘接性能。

以破坏载荷来评价胶合强度大小时，除了在常态下测定外，作为推测耐久性的手段，还可以进行各种促进老化处理，然后进行破坏性载荷试验。

测试时的加载速度对胶合强度有影响，因此要注意加载速度。如果加载速度过快，外力作用时间减少了，应力松弛不充分，因此受载时，变形较小，强度较高，特别是热塑性树脂胶黏剂对加载速度的依存性更大。

另外，胶合强度的测试对温度也存在着依存性。要注意规定的试验室的温度和湿度。例如国家胶（3）剥离

（2）拉伸

图1 粘接接头中胶层的四种典型受力情况

（4）劈开

图 3 集装箱底板用胶合板胶层剪切试验试件形状ung

合板标准中规定：Ⅱ类胶合板胶合强度试件放在63±3℃的热水中浸渍3h ，取出后在室温下冷却10min ，再测试胶合强度，所以从热水中取出后不应该马上测试，应严格按照标准冷却后再测试，否则对测试结果有影响。

2.2.1剪切强度测试方法

胶黏剂的剪切强度试验是最常采用的方法，剪切强度也叫抗剪强度，它是粘接接头的单位面积上所能承受的平行于粘接面的最大负荷。剪切强度测试时，外力平行于粘接面，并且使粘接面承受剪切力。剪切强度按测试时粘接接头承载方式，分为拉伸剪切强度和压缩剪切强度。

（1）压缩剪切强度测试方法

压缩剪切试验广泛用于常温固化型的胶黏

剂。在JIS K6801-6804、JIS K6852等标准中有

规定。

例如日本工业标准JIS K6806(水性高分子

-异氰酸酯类（API ）木材胶黏剂)以及用API

胶黏剂生产的集成材的粘接性能测试都采用这

种试验方法。

JIS K6806中规定，制作粘接试件前首先

应挑选好试件。从锯制好的试件中挑选试件的纤维方向

平行于试件的最长边，试件的表面应无锯痕，粘接面应

为刨光材面。试件长为30mm （顺纤维方向），宽为25mm ，

厚度为10mm 。试件形状及尺寸见图2-3。制作压缩剪切

胶合强度试件时，首先将API 胶黏剂的主剂与交联剂按

生产厂家指定的比例混合均匀，将配制好的API 胶黏剂

以（125±25）g/m 2的施胶量均匀涂施在拟粘接的材面

上。粘接面积为25 mm ×25mm ，用1.0MPa ～1.5MPa 的

压力压紧，并在20℃～25℃的条件下静压24h 后卸压，

然后在相同的温度下放置72h 后，除掉粘接面周边多余

的胶黏剂，并测定每个试件的粘接面积。施加压力使试

样在（60士20)s 内破坏，记录试样破坏时载荷，力值示

值误差在士1％范围内。计算常态压缩剪切胶合强度。

σ= P m ａｘ／（ｂ×ｌ）

（2-1）

式中：σ—试件的常态压缩剪切胶合强度，MPa ；

图2 压缩剪切强度试件的形状及尺寸

P mａｘ—最大破坏荷重，N；

ｂ—试件剪断面的宽度，mm；

ｌ—试件剪断面的长度，mm。

目前有些企业对于干货集装箱底板用胶合板除了检验

规格尺寸、外观品质、密度、含水率、抗弯强度外，还要做

胶层剪切试验，以检测粘接质量。集装箱底板用胶合板胶层

剪切试验所用试件形状如图2-4。企业在检验“胶层剪切强

度”项目时，试件两面采用高强度胶黏剂（如环氧树脂胶）

粘贴于钢板上，待胶黏剂固化后，如图3所示安装试件。试

验机夹具以2 mm/min的速度对试件均匀加载，直至试件被破

坏，记录最大破坏载荷。通过对试件施加剪切力，使胶层产

生剪切破坏，来检测粘接质量。

木质层积塑料的顺纹胶层剪切强度和汽车车厢底板用竹材胶合板的胶合强度的试件也分别采用压缩剪切强度来评定，但压缩剪切强度试件的形状却采用如图4所示的形状。试件的具体尺寸分别见LY/T1403-1999（木质层积塑料专业标准）和LY/T1055-1991（汽车车厢底板用竹材粘胶合板专业标准）。（2）拉伸剪切试验测试方法

木材胶合制品的拉伸剪切强度测试的试件的常用形状及尺寸如图2-6。

图5中L、l和b等的值因标准不同而异。在这种试验方法中，试件在做拉伸剪切试验时易产生变形，在受载面上受到剥离力的作用（见图6）。这个剥离力随胶合板芯板厚度与面、背板厚度之比不同而有所差异。如果受到的剥离率越大，则表观的胶合强度就越低。因此在JAS胶合板的标准中，要乘上一个与这个厚度比相应的修正系数。

在国标GB9846

用两种尺寸：即A型试件和B 大于

1mm的胶合板采用A型试件尺寸；表板厚度自

1mm（含

的胶合板采用B型试件尺寸，锯制试件的具体要求见图7。

拉

伸

方

向

图6 拉伸剪切试验时

试件的变形情况

图 4 木质层积塑料顺纹胶层剪切强度和汽车车厢底板用竹材胶合板胶合强度的试件的形状