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斜纹牛津布与TPU复合结构的粘合牢度测试要领

斜纹牛津布与TPU复合结构粘合牢度测试要领研究

一、小序

随着高性能纺织质料的普遍应用,,,,复合织物在户外装备、运动衣饰、工业防护等领域中饰演着越来越主要的角色。。其中,,,,斜纹牛津布因其高强度、耐磨性和优异的手感被普遍应用于箱包、帐篷等产品;;;而热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane, TPU)则以其优异的弹性、耐油性和防水性能成为理想的涂层或复合质料。。将斜纹牛津布与TPU举行复合,,,,不但能提升面料的功效性,,,,还能增强其耐用性。。

然而,,,,在现实应用历程中,,,,斜纹牛津布与TPU之间的粘合牢度直接影响到复合质料的使用寿命和功效性。。因此,,,,怎样科学、准确地评估其粘合牢度成为研究职员和工程手艺职员关注的重点问题之一。。

本文旨在系统先容斜纹牛津布与TPU复合结构粘合牢度的测试要领,,,,包括相关标准、实验设计、仪器装备、操作流程及效果剖析等内容,,,,并连系海内外新研究效果,,,,为相关领域的研发与生产提供参考依据。。


二、质料特征与复合结构简介

2.1 斜纹牛津布特征

斜纹牛津布是一种由涤纶、尼龙或棉纤维编织而成的斜纹组织织物,,,,具有以下主要特点:

特征 形貌
织法 2/2斜纹组织
纤维种类 涤纶、尼龙、棉
密度 中高密度,,,,常见为210D-600D
外貌特征 稍微高低感,,,,手感柔软
功效性 抗撕裂性强,,,,耐磨性好

2.2 TPU质料特征

TPU是一种线性嵌段共聚物,,,,具有优异的机械性能和情形顺应性,,,,常用于复合质料中的涂层层或支持层。。其主要性能如下:

性能指标 参数规模
拉伸强度 30–80 MPa
伸长率 300%–700%
硬度(邵氏A) 60–95
耐温性 -30°C~120°C
耐磨性 极佳
粘接性能 可通过改性提高

2.3 复合结构组成

斜纹牛津布与TPU的复合方式通常接纳热压复合工艺,,,,其中TPU以薄膜形式贴附于织物外貌,,,,形成“织物-胶膜”双层结构。。该结构可进一步细分为:

  • 单面复合:TPU仅涂覆于织物一侧;;;
  • 双面复合:织物两侧均复合TPU,,,,适用于高防水要求场景;;;
  • 多层复合:加入中距离离层或其他功效层(如透气膜)。。

三、粘合牢度测试标准与要领概述

粘合牢度测试是评估复合质料界面连系强度的主要手段。。凭证国际和海内相关标准,,,,常用的测试要领主要包括剥离强度测试、剪切强度测试、拉伸强度测试等。。

3.1 国际标准

标准名称 编号 内容摘要
ASTM D2228 Standard Test Methods for Rubber-Coated Fabrics 涵盖剥离、拉伸等多种测试要领
ISO 36 Rubber-coated fabrics — Determination of adhesion strength 剥离强度测试标准
EN 29233 Textiles — Coated fabrics — Determination of peel adhesion 欧洲标准,,,,专用于涂层织物粘合测试

3.2 海内标准

标准名称 编号 内容摘要
GB/T 2790 胶粘剂180°剥离强度试验要领 主要用于胶带类产品
FZ/T 60034 针织复合织物粘合牢度测试要领 针对针织类复合质料
GB/T 13022 塑料薄膜拉伸性能测试要领 可用于TPU薄膜自己性能检测

四、粘合牢度测试要领详解

4.1 剥离强度测试(Peel Strength Test)

4.1.1 原理

剥离强度测试通过丈量剥离单位宽度所需力值来评估两层质料之间的粘合强度。。常用角度为90°和180°。。

4.1.2 实验装置

  • 万能质料试验机
  • 夹具(上下夹持器)
  • 样品切割刀具

4.1.3 实验方法

  1. 制备样品:尺寸一般为25mm × 200mm;;;
  2. 牢靠试样:一端牢靠于上夹具,,,,另一端牢靠于下夹具;;;
  3. 设置参数:拉伸速率设定为100 mm/min;;;
  4. 启动测试:纪录剥离历程中的大力值;;;
  5. 数据处理:盘算平均剥离强度(N/cm)。。

4.1.4 效果示例

测试编号 平均剥离强度(N/cm) 失效模式
A1 5.2 界面剥离
A2 4.8 内聚破损
A3 5.0 界面剥离

4.2 剪切强度测试(Shear Strength Test)

4.2.1 原理

剪切强度测试用于评估质料界面在平行偏向上的抗剪能力,,,,反映粘结层反抗横向力的能力。。

4.2.2 实验装置

  • 剪切夹具
  • 质料试验机

4.2.3 实验方法

  1. 制备样品:重叠区域不少于25mm×25mm;;;
  2. 装置样品:确保受力偏向笔直于粘接面;;;
  3. 设定速率:50 mm/min;;;
  4. 加载至失效,,,,纪录大剪切力;;;
  5. 盘算剪切强度(MPa)。。

4.2.4 效果示例

测试编号 大剪切力(N) 剪切面积(mm?) 剪切强度(MPa)
B1 120 625 0.192
B2 115 625 0.184
B3 125 625 0.200

4.3 拉伸强度测试(Tensile Adhesion Test)

4.3.1 原理

拉伸粘合强度测试用于评估复合质料在笔直偏向上的粘结性能,,,,尤其适用于多层复合结构。。

4.3.2 实验装置

  • 拉伸试验机
  • 自对中夹具

4.3.3 实验方法

  1. 样品制备:尺寸50mm × 150mm;;;
  2. 夹持样品:确保受力匀称;;;
  3. 拉伸速率设为50 mm/min;;;
  4. 纪录断裂时的大力值;;;
  5. 剖析失效位置。。

4.3.4 效果示例

测试编号 大力值(N) 粘合面积(cm?) 拉伸粘合强度(kPa)
C1 280 7.5 37.3
C2 270 7.5 36.0
C3 290 7.5 38.7

五、影响粘合牢度的主要因素

5.1 原质料选择

  • 基材纤维种类:涤纶与TPU粘合性能优于尼龙;;;
  • TPU类型:脂肪族TPU比芬芳族TPU粘合性能更稳固;;;
  • 助剂添加:增粘剂、偶联剂等可显著提升粘合强度。。

5.2 复合工艺参数

工艺参数 影响水平 控制建议
温度 控制在130–160℃之间
压力 0.3–0.6 MPa较合适
时间 10–30秒为宜
冷却方式 快速冷却有利于定型

5.3 情形因素

  • 湿度:湿度过高可能影响TPU与织物的粘接效果;;;
  • 温度:贮存温度应控制在常温规模;;;
  • 紫外线照射:恒久袒露可能导致粘接层老化。。

六、海内外研究希望综述

6.1 海内研究现状

近年来,,,,中国在复合质料粘合性能方面取得了显著希望。。例如:

  • 东华大学(2022)研究批注,,,,添加硅烷偶联剂可使TPU与涤纶牛津布的剥离强度提高20%以上。。
  • 青岛科技大学(2021)开发了一种新型水性TPU乳液,,,,用于环保型复合质料,,,,其粘合牢度抵达古板溶剂型产品的90%以上。。

6.2 外洋研究动态

  • 美国杜邦公司(DuPont, 2020)推出一款专用于纺织复合的TPU胶膜,,,,其剥离强度可达6 N/cm以上。。
  • 德国巴斯夫(BASF, 2021)开发了基于聚酯型TPU的复合系统,,,,具有优异的耐候性和粘合稳固性。。
  • 日本旭化成株式会社(Asahi Kasei, 2022)研究发明,,,,纳米二氧化硅改性的TPU可显著提升与织物的界面结协力。。

七、结论与展望

粘合牢度作为权衡复合质料性能的要害指标,,,,直接关系到其使用寿命与功效性。。斜纹牛津布与TPU复合结构由于其优异的综合性能,,,,在多个领域展现出辽阔的应用远景。。未来的研究可进一步聚焦于新型粘合手艺、绿色环保质料的研发以及智能测试系统的引入,,,,以推动复合质料向更高性能、更可一连的偏向生长。。


参考文献

  1. ASTM D2228-2006, Standard Test Methods for Rubber-Coated Fabrics, ASTM International.
  2. ISO 36:2016, Rubber-coated fabrics — Determination of adhesion strength.
  3. GB/T 2790-1995, 胶粘剂180°剥离强度试验要领.
  4. GB/T 13022-1991, 塑料薄膜拉伸性能测试要领.
  5. 李明等. (2022). “TPU与涤纶织物复合粘合性能研究”.《纺织学报》, 43(3), 88–93.
  6. 张伟等. (2021). “水性TPU复合织物粘合性能优化研究”.《高分子质料科学与工程》, 37(5), 112–117.
  7. DuPont. (2020). Adhesive Performance of TPU Films in Textile Applications. Technical Report.
  8. BASF. (2021). Advanced TPU Solutions for High-Performance Textiles. Product Brochure.
  9. Asahi Kasei. (2022). Nano-silica Modified TPU for Textile Composites. Research Paper.

注:本文章内容基于果真资料整理撰写,,,,若有版权异议,,,,请联系删除。。

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