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PE缠绕膜结合能的传统测量方法

编辑:临朐昱承塑料包装有限公司时间:2020-04-01

  一、拉伸法:

  拉伸法:实验通过对PE缠绕膜基片施加拉伸载荷,对不同位置的应变片进行检测,绘出“应変一荷载”关系曲线,得出界面剪切应力与基片应力之间的关系式,估算出界面结合能,同时还可以测定残余应力。

  拉伸法只适用于测定基片变形能力大于涂层变形能力的膜基体系,有很大的局限性,需要进一步研究各种定量分析的力学模型。

  二、划痕法:

  划痕法是用一直径约200微米的金刚石压头在缠绕膜表面上滑动并用自动加载机在垂直方向连续施加载荷,当负载达到临界值时,缠绕膜开始剥离,该临界值即为结合能。

  在压头滑动的过程中,压头与PE缠绕膜之间有摩擦,所以可通过两种方法来判断临界点:检测摩擦系数(摩擦力)的突变来判断缠绕膜剥离的临界点;通过检测接触点声信号的变化来判断缠绕膜的临界点。

  划痕法适用于硬质缠绕膜/基片界面结合能的测量,在实验上采用声探头和摩擦力传感器进行连续检测,实现测试自控和自动处理数据。

  三、压痕法:

  压痕法是压头处于低压入载荷时,缠绕膜和基片会发生共同形变,当达到临界载荷时,会在缠绕膜和基片界面处产生侧向裂纹。临界载荷和侧向裂纹沿界面的扩展速度共同表示了缠绕膜/基片间的结合自能。

  努氏压痕法的压入角度在PE缠绕膜与基片界面之间,用精度较高的位移计和连续负荷感应器,实现“压载一位移”量来记录数据,形成界面的压痕曲线,根据材料的特征曲线模拟出弹性回复曲线,并采集努氏压头载荷作用下膜基界面的塑性变形能、弹性变形能和开裂能,经过数学、力学分析量化界面结合能。

  四、剥离法:

  剥离法广泛应用于测量膜基界面结合能。剥离强度既包括了界面结合能,还包括了塑性变形所需的功。在剥离法测缠绕膜结合能的实验中,先证实了缠绕膜结合能与剥离角、膜厚和残余应力因素无关,再根据能量守恒定律,通过实验数据的测定得出力学模型。根据缠绕膜材料的弹性模量与泊松比得到残余应变力,在已知缠绕膜横截面的应力分布后利用膜内弯矩公式可求出塑性弯曲耗散功,进而得到PE缠绕膜的界面结。

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