지식나눔

접착력 테스트 & Tg

접착제에 대한 실험을 진행중입니다. 1. 고분자 접착제의 접착 물성을 측정하는 방법에는 어떤 것이 있는지 답변 부탁드립니다. 2. Tg와 접착물성과의 상관관계에 대해서 궁금합니다.
  • adhesion test
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답변 6
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    강광철님의 답변

    >접착제에 대한 실험을 진행중입니다. > >1. 고분자 접착제의 접착 물성을 측정하는 방법에는 어떤 것이 있는지 답변 부탁드립니다. > >2. Tg와 접착물성과의 상관관계에 대해서 궁금합니다.
    >접착제에 대한 실험을 진행중입니다. > >1. 고분자 접착제의 접착 물성을 측정하는 방법에는 어떤 것이 있는지 답변 부탁드립니다. > >2. Tg와 접착물성과의 상관관계에 대해서 궁금합니다.
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    송준희님의 답변

    regid한 재료의 사이에 있는 접착제의 경우 접착강도 및 제반 물성치는 인장전단시험을 통해 평가됩니다. 두개의 플랫한 판을 일정부분 겹치고 겹치는 부분을 접착하여 경화시킨 후 인장시험기나 만능시험기에서 하중을 가하면 됩니다. 시험은 인장시험이나 평가되는 강도는 전단강도입니다. 규격집(KS, ASTM, ISO, JIS...)들에도 인장전단시험이 제시되어 있습니다. >접착제에 대한 실험을 진행중입니다. > >1. 고분자 접착제의 접착 물성을 측정하는 방법에는 어떤 것이 있는지 답변 부탁드립니다. > >2. Tg와 접착물성과의 상관관계에 대해서 궁금합니다.
    regid한 재료의 사이에 있는 접착제의 경우 접착강도 및 제반 물성치는 인장전단시험을 통해 평가됩니다. 두개의 플랫한 판을 일정부분 겹치고 겹치는 부분을 접착하여 경화시킨 후 인장시험기나 만능시험기에서 하중을 가하면 됩니다. 시험은 인장시험이나 평가되는 강도는 전단강도입니다. 규격집(KS, ASTM, ISO, JIS...)들에도 인장전단시험이 제시되어 있습니다. >접착제에 대한 실험을 진행중입니다. > >1. 고분자 접착제의 접착 물성을 측정하는 방법에는 어떤 것이 있는지 답변 부탁드립니다. > >2. Tg와 접착물성과의 상관관계에 대해서 궁금합니다.
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    최희영님의 답변

    flexible한 피착제의 경우, 90도나 180도 peel test를 하면 되는데, rigid한 판넬이나 금속 사이에 접착제를 넣고 접착력을 알아보고자 하는 경우 어떤 측정방법이 있나요?
    flexible한 피착제의 경우, 90도나 180도 peel test를 하면 되는데, rigid한 판넬이나 금속 사이에 접착제를 넣고 접착력을 알아보고자 하는 경우 어떤 측정방법이 있나요?
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    강병언님의 답변

    1. 고분자 접착제의 접착 물성 측정 ---> 내용상 피착제와 고분자 접착제간의 접착 물성으로 보이는군요. 피착제의 표면에 고분자 접착제를 도포/처리한 후 90도 혹은 180도의 Peel값을 측정하면 가장 단순한 의미의 접착 강도가 나옵니다. 더 엄밀하게는 작용하는 힘의 방향이 tensile, in plane shear, out of plane shear 냐에 따라 측정하는 방법이 다릅니다. Mode I, 즉 tensile의 형태로 접착력을 측정하는 경우, TDCB (Tapered Double Cantilever Beam)혹은 DCB 테스를 통해 측정가능합니다. Mode II의 경우, DCB 테스트를 하게되는데, 테스트 자체는 일종의 bending test의 형태를 띄게 됩니다. Mode III의 경우, 일종의 비트는 테스트인데, 흔히 Mode I, Mode II 정도로만 측정하며, 가장 흔하게는 Mode I 테스트를 많이 시행합니다. Mode I의 TDCB 테스트는 경사진 피착제 (adherend)를 마주보고, 접착제를 붙여 처리한 후 벌리는 형태로 측정되며, GIC의 값을 줄 수 있습니다. ( adhesive 자체의 bulk 물성을 알고 있다면, KIC도 구할 수 있습니다.) 해당 테스트가 Fix가 되면, 온도, speed 및 adhesive 두께/종류에 따른 접착 특성을 측정하면 됩니다. 2. Tg와 접착물성의 상관관계 ---> 단순히 비교하기는 어려운 질문입니다. 에폭시의 모델 시스템을 예로 들어 설명해보면, Tg가 높을수록 crosslink간 분자량은 작아집니다. 즉, 경화밀도는 증가합니다. (Thermal property, mechanical property 등도 증가) 이런 경우, Peel값을 잴 경우 (흔한 90도 peel, 180도 peel), strength 자체는 클 수 있습니다. 하지만, stress-strain curve 상의 면적은 작게됩니다. 요는 1) 외부 힘에 대해 재료 자체의 변형 보다는 피착제와의 interfacial failure가 발생하거나 2) 에폭시 자체의 brittle한 특성 때문에 많은 에너지를 흡수하지 못하고 “깨져 (fractured)“ 나가기 때문입니다. 반면에, Tg가 낮아지면 Crosslink간 분자량은 커지며 (실은 Crosslink간 분자량이 커지기 때문에 Tg가 낮아지는 것임), Peel을 잴 경우 max. strength인 tensile strength는 작을 수 있습니다. 하지만, stress-strain curve의 면적, 즉, fracture에너지는 커지는 경향이 있으며, 이 경우 fracture가 아닌, deformation이 발생하게 됩니다. 에폭시의 Tg와 접착 물성의 상관 관계를 간략히 살펴보았는데, 접착력을 키우기 위해서 (KIc, GIc) 강인화제를 넣어 물성을 보완하는 경우가 대부분입니다. 경화성 수지 이외에 다른 재료들의 접착 특성은 일반화하기 어려운 부분이 있습니다. 왜냐하면, 화학적 반응이 수반되는 경화성 재료에 비해 비경화성 재료들의 경우, 물리적 흡착/전기적 이중층/mechanical interlocking 등의 다양한 mechanism이 작용하기 때문입니다. 또한, 재료 자체의 강인성이 증가되었다고 해도, 계면 접착력이 약하다면, crack은 adhesive의 내부가 아닌 adherend와 adhesive의 계면으로 진행되는 특성이 나타나게 되며 이러한 경우, adhesive 자체의 물성과 연계시키는 것은 지극히 어렵게 됩니다. 접착과 관련한 책이나 review 자료를 참조하셔서 해당 시스템에 맞는 것을 선택하셔야 될 것으로 보입니다. 영국의 Kinloch 교수가 해당 내용에 대한 테스트나 결과에 대해 일가견이 있으니, 일련의 책을 참조해 보시는 것이 좋을 듯 싶습니다. >접착제에 대한 실험을 진행중입니다. > >1. 고분자 접착제의 접착 물성을 측정하는 방법에는 어떤 것이 있는지 답변 부탁드립니다. > >2. Tg와 접착물성과의 상관관계에 대해서 궁금합니다.
    1. 고분자 접착제의 접착 물성 측정 ---> 내용상 피착제와 고분자 접착제간의 접착 물성으로 보이는군요. 피착제의 표면에 고분자 접착제를 도포/처리한 후 90도 혹은 180도의 Peel값을 측정하면 가장 단순한 의미의 접착 강도가 나옵니다. 더 엄밀하게는 작용하는 힘의 방향이 tensile, in plane shear, out of plane shear 냐에 따라 측정하는 방법이 다릅니다. Mode I, 즉 tensile의 형태로 접착력을 측정하는 경우, TDCB (Tapered Double Cantilever Beam)혹은 DCB 테스를 통해 측정가능합니다. Mode II의 경우, DCB 테스트를 하게되는데, 테스트 자체는 일종의 bending test의 형태를 띄게 됩니다. Mode III의 경우, 일종의 비트는 테스트인데, 흔히 Mode I, Mode II 정도로만 측정하며, 가장 흔하게는 Mode I 테스트를 많이 시행합니다. Mode I의 TDCB 테스트는 경사진 피착제 (adherend)를 마주보고, 접착제를 붙여 처리한 후 벌리는 형태로 측정되며, GIC의 값을 줄 수 있습니다. ( adhesive 자체의 bulk 물성을 알고 있다면, KIC도 구할 수 있습니다.) 해당 테스트가 Fix가 되면, 온도, speed 및 adhesive 두께/종류에 따른 접착 특성을 측정하면 됩니다. 2. Tg와 접착물성의 상관관계 ---> 단순히 비교하기는 어려운 질문입니다. 에폭시의 모델 시스템을 예로 들어 설명해보면, Tg가 높을수록 crosslink간 분자량은 작아집니다. 즉, 경화밀도는 증가합니다. (Thermal property, mechanical property 등도 증가) 이런 경우, Peel값을 잴 경우 (흔한 90도 peel, 180도 peel), strength 자체는 클 수 있습니다. 하지만, stress-strain curve 상의 면적은 작게됩니다. 요는 1) 외부 힘에 대해 재료 자체의 변형 보다는 피착제와의 interfacial failure가 발생하거나 2) 에폭시 자체의 brittle한 특성 때문에 많은 에너지를 흡수하지 못하고 “깨져 (fractured)“ 나가기 때문입니다. 반면에, Tg가 낮아지면 Crosslink간 분자량은 커지며 (실은 Crosslink간 분자량이 커지기 때문에 Tg가 낮아지는 것임), Peel을 잴 경우 max. strength인 tensile strength는 작을 수 있습니다. 하지만, stress-strain curve의 면적, 즉, fracture에너지는 커지는 경향이 있으며, 이 경우 fracture가 아닌, deformation이 발생하게 됩니다. 에폭시의 Tg와 접착 물성의 상관 관계를 간략히 살펴보았는데, 접착력을 키우기 위해서 (KIc, GIc) 강인화제를 넣어 물성을 보완하는 경우가 대부분입니다. 경화성 수지 이외에 다른 재료들의 접착 특성은 일반화하기 어려운 부분이 있습니다. 왜냐하면, 화학적 반응이 수반되는 경화성 재료에 비해 비경화성 재료들의 경우, 물리적 흡착/전기적 이중층/mechanical interlocking 등의 다양한 mechanism이 작용하기 때문입니다. 또한, 재료 자체의 강인성이 증가되었다고 해도, 계면 접착력이 약하다면, crack은 adhesive의 내부가 아닌 adherend와 adhesive의 계면으로 진행되는 특성이 나타나게 되며 이러한 경우, adhesive 자체의 물성과 연계시키는 것은 지극히 어렵게 됩니다. 접착과 관련한 책이나 review 자료를 참조하셔서 해당 시스템에 맞는 것을 선택하셔야 될 것으로 보입니다. 영국의 Kinloch 교수가 해당 내용에 대한 테스트나 결과에 대해 일가견이 있으니, 일련의 책을 참조해 보시는 것이 좋을 듯 싶습니다. >접착제에 대한 실험을 진행중입니다. > >1. 고분자 접착제의 접착 물성을 측정하는 방법에는 어떤 것이 있는지 답변 부탁드립니다. > >2. Tg와 접착물성과의 상관관계에 대해서 궁금합니다.
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    장용운님의 답변

    >접착제에 대한 실험을 진행중입니다. > >1. 고분자 접착제의 접착 물성을 측정하는 방법에는 어떤 것이 있는지 답변 부탁드립니다. > >2. Tg와 접착물성과의 상관관계에 대해서 궁금합니다. 접착력 시험조건에 따른 접착력에 관한 자료가 하나 더 있네요 참고하세요. 첨부파일참조
    >접착제에 대한 실험을 진행중입니다. > >1. 고분자 접착제의 접착 물성을 측정하는 방법에는 어떤 것이 있는지 답변 부탁드립니다. > >2. Tg와 접착물성과의 상관관계에 대해서 궁금합니다. 접착력 시험조건에 따른 접착력에 관한 자료가 하나 더 있네요 참고하세요. 첨부파일참조
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    >접착제에 대한 실험을 진행중입니다. > >1. 고분자 접착제의 접착 물성을 측정하는 방법에는 어떤 것이 있는지 답변 부탁드립니다. > >2. Tg와 접착물성과의 상관관계에 대해서 궁금합니다. 첨부파일에 접착제와 점착제의 분석 및 시험방법을 참조하세요
    >접착제에 대한 실험을 진행중입니다. > >1. 고분자 접착제의 접착 물성을 측정하는 방법에는 어떤 것이 있는지 답변 부탁드립니다. > >2. Tg와 접착물성과의 상관관계에 대해서 궁금합니다. 첨부파일에 접착제와 점착제의 분석 및 시험방법을 참조하세요
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