在本實(shí)驗(yàn)中，為了研究膠片厚度對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響，我們選用同樣厚度的PVB膠片，分別組成1層、2層、4層和8層PVB膠片，調(diào)節(jié)較終實(shí)驗(yàn)樣品中間PVB層的厚度。在準(zhǔn)備好十字交叉樣品后，將試驗(yàn)樣品放入真空袋中進(jìn)行抽真空處理，排除樣品中的空氣，然后放入氣體高壓釜中，在120℃和12個(gè)大氣壓的條件下進(jìn)行熱等靜壓處理，較后以某一特定的速率冷卻至室溫，得到界面結(jié)合完好的十字交叉樣品。在測(cè)量界面粘結(jié)強(qiáng)度前，去除玻璃表面用于固定十字交叉樣品的膠帶，用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量中間PVB膠片層的實(shí)際厚度。
　　
　　2.2試驗(yàn)方法
　　
　　圖2為設(shè)計(jì)的夾具和十字交叉樣品加載示意圖。通過對(duì)十字交叉試樣施加壓力可以在界面處產(chǎn)生均勻拉伸(圖2a)或剪切應(yīng)力(圖2h},從而導(dǎo)致界面分開。
　　
　　將十字交叉試樣以兩個(gè)不同放置方式固定好后再施加載荷，可分別得到界面拉伸和剪切粘結(jié)強(qiáng)度。試驗(yàn)以某一恒定的位移速率加載，采用界面脫粘時(shí)對(duì)應(yīng)的載荷值和粘結(jié)面積計(jì)算拉伸和剪切粘結(jié)強(qiáng)度。計(jì)算原理式如下:
　　
　　PC一一拉伸或剪切加載過程中界面脫開時(shí)所對(duì)應(yīng)的臨界載荷;
　　
　　A一一界面粘結(jié)面積。
　　
　　測(cè)量拉伸粘結(jié)強(qiáng)度時(shí)，在夾具中擺放試樣，保證十字交叉試樣可以無任何摩擦地放入夾具中。上壓頭的底面粘接一塊軟膠帶，保證壓頭和試樣之間的均勻接觸。壓頭寬度必須與試樣寬度相同，壓頭下表面與試樣的受壓面保持平行。然后以某一設(shè)定的速率施加載荷直至界面斷開，記錄下界面脫粘時(shí)的非常大荷載值、測(cè)量剪切粘結(jié)強(qiáng)度時(shí)，在豎直樣品頂部固定一塊軟膠帶，保證壓頭和試樣之間的均勻接觸。以某一速率施加載荷直至界面斷開，記錄下界面脫粘開時(shí)的非常大載荷值。在試驗(yàn)過程中為了研究加載速度對(duì)測(cè)量PVB膠與玻璃界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響，加載速度分別為0.5mm/min,1mm/min,5mmlmin和l0mm/min。
　　
　　為了模擬和研究夾層玻璃耐濕老化性能以及耐濕老化時(shí)間對(duì)PVB膠與玻璃之間粘結(jié)強(qiáng)度的影響，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，先將十字交叉樣品放置在耐濕老化試驗(yàn)機(jī)內(nèi)，設(shè)定溫度為50℃士2℃，相對(duì)濕度為950/4%，一個(gè)周期的靜置時(shí)間為336h4在本實(shí)驗(yàn)中還研究了耐濕老化時(shí)間對(duì)PVB膠與玻璃界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響，將十字交叉樣品分別老化15d,30d和60d(即1，2和4個(gè)周期)，然后分別測(cè)量其界面拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。
　　
　　3結(jié)果與討論
　　
　　實(shí)驗(yàn)中測(cè)量單層、雙層、四層和八層PVB膠層的實(shí)際厚度分別為0.64mm，0.92mm，2.14mm和4.34mma圖3為不同PVB膠層厚度所對(duì)應(yīng)的界面拉伸粘結(jié)強(qiáng)度(圖3a)和界面剪切強(qiáng)度(圖3b)，加載速率均為0.5mm/min。可以看出，單層PVB膠(厚度為0.64mm)的粘結(jié)強(qiáng)度非常大，其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和剪切粘結(jié)強(qiáng)度分別為6.10MPa±0.47MPa和3.0IMPat±0.21MPa。在PVB膠層厚度相同時(shí)，夾層玻璃中界面剪切強(qiáng)度均低于拉伸粘結(jié)強(qiáng)度，這與陶瓷材料界面性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果正好相反。其原因可能與PVB膠層屬于柔性材料有關(guān)，剛度比較低，在加載過程中受剪應(yīng)力作用時(shí)界面容易產(chǎn)生局部的應(yīng)力集中，造成所測(cè)量的剪切強(qiáng)度遠(yuǎn)低于拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。
　　
　　從圖3中還可以看出PVB膠層厚度越大，界面拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和剪切粘結(jié)強(qiáng)度都迅速降低。當(dāng)PVB膠層厚度增加到0.92mm時(shí)，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和剪切粘結(jié)強(qiáng)度分別下降了27.7%和34.9%然而當(dāng)PVB膠層的厚度進(jìn)一步增加時(shí)，測(cè)量所得的粘結(jié)強(qiáng)度基本上變化很小。前面的研究結(jié)果表明中間層PVB膠層厚度越小，界面的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和剪切粘結(jié)強(qiáng)度都越高。單層PVB膠片的玻璃拉伸強(qiáng)度和剪切粘結(jié)強(qiáng)度都是較高的，其應(yīng)用前景較為廣闊，所以下述研究主要是針對(duì)于單層PVB膠片。由于夾層玻璃中PVB膠片屬于柔性材料，加載速度對(duì)界面拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和剪切粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)量都會(huì)有重要的影響。
　　
　　圖4是不同加載速率下測(cè)量所得的PVB膠片和玻璃的界面粘結(jié)強(qiáng)度，加載速率分別為0.5mmlmin,1mm/min和5mm/min。從圖中可以看出，粘結(jié)強(qiáng)度隨著加載速率的增加而加大。當(dāng)加載速率為5mmlmin時(shí)，其粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到非常大值，為11.49MPao如果加載速度過小，PVB膠與玻璃界面脫粘時(shí)呈逐漸撕裂形態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果將偏小。如果加載速率過大(如10mm/min),通常多功能實(shí)驗(yàn)機(jī)的力傳感器采集數(shù)據(jù)頻率較低，很難準(zhǔn)確測(cè)量其峰值力，使得測(cè)量結(jié)果不可靠(僅為2.1MPa)，遠(yuǎn)低于真實(shí)值。此外，加載速率過大時(shí)對(duì)樣品施加載荷類似于沖擊載荷，很難真實(shí)表征樣品在靜載作用下的力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加載速度為5mmlmin時(shí)，從加載曲線上可以看出整個(gè)試驗(yàn)過程控制在90s之內(nèi)，PVB膠與玻璃的界面拉伸強(qiáng)度和剪切粘結(jié)強(qiáng)度較為合適。因此，測(cè)試PVB膠與玻璃之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度時(shí)的加載速度選擇5mmlmin比較合適。
　　
　　在溫度為50℃士2℃，濕度為g5%A%的環(huán)境下對(duì)十字交叉樣品分別進(jìn)行了15d,30d和60d的老化耐濕實(shí)驗(yàn)，通過目測(cè)觀察發(fā)現(xiàn)所有的試驗(yàn)樣品的界面處都沒有出現(xiàn)氣泡或脫粘的現(xiàn)象。分別測(cè)量其粘結(jié)拉伸強(qiáng)度，加載速率5mm/min、實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。
　　
　　隨著耐濕老化時(shí)間的延長(zhǎng)，夾層玻璃拉伸粘結(jié)強(qiáng)度略有降低。在前15d的實(shí)驗(yàn)中，夾層玻璃的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度下降較快，從老化前的11.49MPa下降到10.11NIPa,下降幅度為12.0%.繼續(xù)進(jìn)行耐濕老化試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在15d一30d的實(shí)驗(yàn)中，夾層玻璃的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度又升高至10.31MPa。30d之后一直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，夾層玻璃的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度將不斷下降，達(dá)到10一0SMPaa由此可以表明，耐濕老化對(duì)玻璃拉伸粘結(jié)強(qiáng)度影響并不大，隨著耐濕老化時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)，夾層玻璃的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度大體趨于下降。即使在老化60d之后，其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度僅下降了12.3%.
　　
　　4結(jié)論
　　
　　利用自行設(shè)計(jì)的夾層玻璃的PVB膠片與玻璃之間界面拉伸和剪切粘結(jié)強(qiáng)度，合適的加載速度為5mm/min。PVB膠片厚度越小，測(cè)量所得界面拉伸和剪切粘結(jié)強(qiáng)度越大，單層PVB膠片(厚度為0.64mm)夾層玻璃的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度非常大值為11.49MPa。由于中間界面層為柔性材料，對(duì)于PVB膠厚度大于0.64mm時(shí)的夾層玻璃來說，測(cè)量所得到的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度高于其剪切粘結(jié)強(qiáng)度。隨著耐濕老化時(shí)間的增加，夾層玻璃的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度大體趨于下降，但界面拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的衰減幅度不大。PVB膠與玻璃的界面即使在耐濕老化四個(gè)周期后，其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度仍能保持為10.08MPa,下降幅度僅為12.30%