CN111157446A - 基于渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势的测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开基于渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势的测试方法及装置,该方法为待测铝塑膜浸泡在液态物质后,通过改变一个变量,多次进行试验,分别测试得到待测铝塑膜与液态物质在相互作用后,待测铝塑膜中的铝箔层与对应高分子层间粘结剂结构被破坏、粘结力损失的实际量值;进而得到铝塑膜拉伸应力变化趋势。该装置为实现该方法的试验装置。本发明可分析得到各种铝塑膜在不同的环境下,发生分层的失效的难易程度,从而对生产包装的选择提出了建设性的指标。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势的测试方法及装置,属于材料技术领域。
背景技术
铝塑复合膜即铝塑膜,为三层“夹心”结构,从外向内分别为外阻层、阻透层、高阻隔层,层与层之间通过粘结剂进行结合。其中,外阻层也可称作基础层,主要由尼龙或PET构成,其作用是保护中间层不被划伤,同时也易于喷码或是印刷;阻透层的材质一般为铝层,原子层为立方晶系密堆积排列,具有良好的延展性,易于成型,并可防止水分的渗透;高阻隔层主要材质为聚丙烯材质,防止溶剂的对铝层的腐蚀,具有良好的热封性。由于铝塑膜特殊的结构及材料构成,因而具有阻氧、防潮、抗穿刺、高强度、高韧性、可单向或双向透气、抗紫外线、抗化学性等优点,其中其防潮效果是普通聚乙烯的80倍,成型规格及尺寸较灵活。广泛应用于食品、医药、化妆品、锂离子电池以及固态电池等领域。
由于铝塑膜具有上述各种优点,将铝塑膜作为包装材料的软包锂电池,主要优势如下:1、铝塑膜作为外部包装,安全性能高,在电芯发生安全事故时,会鼓气裂开,而不像金属外壳锂电池内部积蓄能量及气体而炸裂;2、铝塑膜重量轻、空间利用率高,能量密度高,单体及系统能量密度提升37%以上,软包电池较同等容量的钢壳锂电池质量减轻最大可达40%,较铝壳锂电池质量可轻约20%;3、电池内阻小、寿命更长,故循环性能好,对系统而言,软包电池的内阻较金属外壳锂电池小,可以极大的降低电池的自耗电。
为了使软包锂离子电池具有稳定可靠的安全性能及电化学性能,应用于软包锂离子电池的铝塑复合膜的外阻层、阻透层、高阻隔层,这三层之间的剥离强度是一个非常重要的指标,外阻层和阻透层的剥离性能差会导致电芯外观不良,并且对阻隔层的保护能力下降,影响电池的安全性能;阻透层与高阻隔层的剥离性能差会导致电解液对阻透层的腐蚀并破坏,空气分子的渗入导致电芯出现胀气等安全性能及电化学性能的下降。为了获得较高的剥离强度,三层之间的粘结剂至关重要,其粘结剂要求具有良好的耐电解液腐蚀性能,耐温热老化性能,不能与电解液发生反应。因此,对三层之间粘结剂的粘结强度进行测试尤为重要。
一般地,通过拉力机对铝塑复合膜的剥离强度进行表征。专利号为CN201810400809.1的中国发明专利中,尺寸为100mm*15mm的铝塑复合膜浸泡电解液浸泡中,在85℃下密闭浸泡1-4小时,将外层尼龙层去掉,然后用清水浸泡1~2h后将样品烘干,铝层与聚丙烯层部分切开,用拉力机测试铝层与聚丙烯层之间的剥离力,以确定铝塑膜铝层与聚丙烯层耐电解液腐蚀的剥离强度,该方法在使用的过程中,可以得到铝塑膜在浸泡前后的整体粘结力的变化,从而得出一定结论,该铝塑膜与特定液态物质的相容性。但是该方法在指导应如何改进方面仍有不足。因为,被切开的铝塑膜在浸泡于液态物质中,有两种方式“侵蚀”铝层与高分子层之间的粘结剂,一种是沿着切边通过毛细现象向里延伸,不断溶胀、溶解高分子粘结剂从而使分子粘结力变弱;另一种是穿透几十微米尺度的高分子层厚度进入到聚合物高分子与铝层之间的高分子粘结剂层,随后不断溶胀、溶解高分子粘结剂从而使分子粘结力变弱。在实际的锂离子电池中,以上两种情况均有可能发生:在软包锂离子电池的热封口边缘,可能存在由于受热熔化后出现的缺陷点,易于让液态物质穿透从而开始毛细现象运动;在软包锂离子电池的大部分区域,电解液可能会穿过聚丙烯高分子层的一些缺陷处或者非晶态区域,到达粘结剂层。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种基于渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势的测试方法及装置,可有效地测试铝塑膜在溶剂或表面活性剂等物质的长期作用下,聚合物高分子层与铝层的粘结失效机理和趋势,其具体技术方案:
一种基于渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势的测试方法,包括以下步骤:
步骤1:配制液态物质:选取容器,将配制好的均匀分散的液态物质倒入容器中;
步骤2:裁取待测铝塑膜:裁取待测铝塑膜,使其能够垂直插入到步骤1中的容器中,且部分浸没在液态物质中,待测铝塑膜固定不动,得到测试装置;
步骤3:浸泡:将步骤2制得的测试装置,置于稳定温度的环境中,浸泡设定的时间;
步骤4:测试:浸泡到设定时间后,将待测铝塑膜取出,剥离待测界面的聚合物高分子与铝箔层,利用拉力机进行180度反向拉伸,随着拉伸长度的增加,同时实时读取拉伸应力的变化;
步骤5:作图:将拉伸应力和拉伸长度的变化关系作图,即可直观地看出在步骤3中的温度和设定时间下,待测铝塑膜与液态物质在相互作用后,待测铝塑膜中的铝箔层与对应高分子层间粘结剂结构被破坏、粘结力损失的实际量值;
步骤6:重复步骤1,确保液态物质与步骤1一致;
步骤7:重复步骤2,确保待测铝塑膜的规格,及插入到液态物质中深度与步骤2一致;
步骤8:重复步骤3,确保环境稳定与步骤3一致,改变浸泡时间;
步骤9:重复步骤4和5,测试步骤8温度下的拉伸长度和拉伸应力的对应数值,作出拉伸应力和拉伸长度的变化关系图;
步骤10:重复步骤6-9做若干组试验,确保液态物质、待测铝塑膜、浸泡深度和浸泡温度不变,改变浸泡时间,得到若干组浸泡时间的拉伸应力和拉伸长度的变化关系图;
步骤11:总结步骤5和步骤10的作图,得到浸泡时间对待测铝塑膜中的铝箔层与对应高分子层间粘结剂结构破坏、粘结力损失的实际量值和变化趋势;
步骤12:重复步骤6和7;
步骤13:重复步骤3,改变浸泡的环境温度,确保浸泡时间与步骤3一致;
步骤14:重复步骤9,测试步骤12的浸泡环境温度下,拉伸长度和拉伸应力的对应数值,作出拉伸应力和拉伸长度的变化关系图;
步骤15:重复步骤12-14若干组,确保液态物质、待测铝塑膜、浸泡深度和浸泡温度不变,改变浸泡时间,得到若干组浸泡时间的拉伸应力和拉伸长度的变化关系图;
步骤16:总结步骤5和步骤15的作图,得到浸泡的环境温度对待测铝塑膜中的铝箔层与对应高分子层间粘结剂结构破坏、粘结力损失的实际量值和变化趋势。
进一步的,所述液态物质具有流动能力,包括单一组分的溶剂、多组分的混合溶剂、溶解了部分有机或无机盐的单一组分或多组分溶剂、由悬浮颗粒、溶剂构成的浆料或者由多组分溶剂和表面活性剂构成的混合物。
进一步的,所述待测铝塑膜至少包括位于中间的铝箔层,和位于铝箔层两侧的高分子层,所述高分子层与铝箔层之间通过粘结剂粘接。
进一步的,所述浸泡过程中,容器封口。
基于渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势的测试装置,包括容器,容器内盛放有液态物质,液态物质中浸泡有待测铝塑膜,在浸泡过程中,所述待测铝塑膜由固定装置固定不动。
工作原理:
本发明在特定的待测铝塑膜在特定液态物质中存储时,通过监控和测试铝塑膜中的聚合物高分子层与铝箔层之间相互作用力的减弱,来判断铝塑膜发生分层的失效的难易程度以及相应失效机制,从而对产品包装的选择提出了建设性的指标。
有益效果:
本发明相比传统的观察铝塑膜在存储特定液态物质后发生分层的事后结论,本发明可以非常精确的获得特定铝塑膜在存储特定液态物质时,每个单位时间段铝塑膜中的聚合物高分子层与铝箔层之间的作用力的变化趋势来判断特定铝塑膜对特定液态物质的耐受性的好坏,从而帮助人们得出快速而准确的判断。
本发明由于特定的液态物质中的特定组分可以通过两种方式进入到铝层和聚合物高分子层之间的粘结剂层,利用本发明装置和方法,通过合理的设计实验,就可以很容易地确认在不同的铝塑膜和液态物质的体系中,哪种方式是主导原因。因此地,可以更好地帮助人们在确定原因后针对性的改善。
附图说明
图1为本发明的结构示意图,
其中:10-待测铝塑膜,20-容器,30-液态物质。
图2为本发明常见的聚合物高分子结构示意图。
图3为本发明渗透现象和毛细现象失效原理对应的渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势图。
图4为本发明实施例5中样品D和E的渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示,给出本发明装置的一个具体实施例,包括待测铝塑膜10和容器20,容器20内设置有液态物质30,待测铝塑膜10通过夹具或悬挂支架固定在测试容器20内部或边缘,使其一端浸入在液态物质30中并保持浸入深度不变。
待测铝塑膜10从外到内依次为外阻层(高分子层)、阻透层(铝箔层)和高阻隔层(高分子层),外阻层、阻透层和高阻隔层之间通过粘结剂粘接。具体可选,外阻层选用尼龙层,高阻隔层选用聚丙烯层。容器20可选用烧杯,液态物质30可选洗发水、洗面奶、沐浴露、洗衣液等日用品液态物质,也可以为锂离子电池电解液等液态物质。
实施例一:
选用三种锂离子软包电池用的铝塑膜,分别命名为样品A,样品B,样品C。三种铝塑膜厚度均为113um,其中铝层厚度40um,外表面尼龙层厚度25um,内表面聚丙烯层厚度40um,铝层与内、外表面的尼龙层和聚丙烯层之间分别涂有4um的粘结剂层,三个样品中的粘结剂不同。将上述三种铝塑膜分别剪切成120mm*20mm长宽的形状,利用夹具固定在烧杯壁上。同时,在烧杯中装入一定量的锂离子电池电解液,电解液成分为1.2M六氟磷酸锂+碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯/碳酸亚乙烯酯/氟代碳酸乙烯酯/亚硫酸丙烯酯/甲烷二磺酸亚甲酯/戊二腈,其质量比为16:36:16:1:10:3:1:3,将固定在烧杯壁上的铝塑膜浸没40mm于液面之下。在烧杯上部用保鲜膜覆盖,抑制电解液溶剂的挥发并将烧杯置于充满氩气气氛的手套箱中,25℃下保存30天。在30天结束后,将烧杯中的三片铝塑膜取出,可以发现样品A中铝层与两侧聚合物高分子层均发生明显分层、而样品B和样品C中并无发生肉眼可见的分层现象。
用手或工具撕开样品B和样品C中的铝层与内表面聚丙烯层后,利用拉力机分别夹住铝层和聚丙烯层,进行180度反向拉伸,随着拉伸长度的增加,同时实时读取拉伸应力的变化。通过将拉伸应力和拉伸长度的变化关系作图。虽然样品B和样品C两种铝塑膜并没有发生肉眼可见的分层现象,但是铝塑膜B在浸泡于电解液中的铝层与内表面C聚丙烯层之间的粘结力降为0.7N,作为对比,铝塑膜C在浸泡于电解液中的铝层与内表面C聚丙烯层之间的粘结力为2.0N。由此可见,同样时间段下,三种铝塑膜在这种电解液中的粘结效果排序为:C>B>A。
该实施例一,将样品A,样品B,样品C做了仅更换浸泡时间的试验,均得到三种铝塑膜在这种电解液中的粘结效果排序为:C>B>A。
由此可见,虽然三种铝塑膜中铝层、外表面尼龙层、内表面聚丙烯层均一致,仅铝层与内、外表面的尼龙层和聚丙烯层之间的粘结剂不同。但通过此实验,仍可清晰地判断样品C中使用的粘结剂更加耐受这种特定配方的电解液。
实施例二:
选用三种锂离子软包电池用的铝塑膜,分别命名为样品A,样品B,样品C。三种铝塑膜厚度均为113um,其中铝层厚度40um,外表面尼龙层厚度25um,内表面聚丙烯层厚度40um,铝层与内外表面的尼龙层和聚丙烯层之间分别涂有4um的粘结剂层,三个样品中的粘结剂不同。将上述三种铝塑膜分别剪切成120mm*20mm长宽的形状,利用夹具固定在烧杯壁上。同时,在烧杯中装入一定量的锂离子电池电解液,电解液成分为1.2M六氟磷酸锂+碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯/碳酸亚乙烯酯/氟代碳酸乙烯酯/亚硫酸丙烯酯/甲烷二磺酸亚甲酯/戊二腈,其质量比为16:36:16:1:10:3:1:3,将固定在烧杯壁上的铝塑膜浸没40mm于液面之下。在烧杯上部用保鲜膜覆盖,抑制电解液溶剂的挥发并将烧杯置于充满氩气气氛的手套箱中进行加热至60℃,60℃下保存3天。在3天结束后,将烧杯中的三片铝塑膜取出,可以发现样品A中铝层与两侧聚合物高分子层均发生明显分层、而样品B和样品C中并无发生肉眼可见的分层现象。
用手或工具撕开样品B和样品C中的铝层与内表面聚丙烯层后,利用拉力机分别夹住铝层和聚丙烯层,进行180度反向拉伸,随着拉伸长度的增加,同时实时读取拉伸应力的变化。通过将拉伸应力和拉伸长度的变化关系作图,发现铝塑膜B在浸泡于电解液中的铝层与内表面C聚丙烯层之间的粘结力降为1.2N,作为对比,铝塑膜C在浸泡于电解液中的铝层与内表面C聚丙烯层之间的粘结力为3.0N。由此可见,同样时间段下,三种铝塑膜在这种电解液中的粘结效果排序为:C>B>A。
该实施例二,将样品A,样品B,样品C做了仅更换浸泡温度和时间的试验,得到三种铝塑膜在这种电解液中的粘结效果排序为:C>B>A。
由以上实验结果可以发现,在不同温度和时间下,三种铝塑膜均存在不同程度的粘结力损失,同时这种宏观的衰减趋势与实施例1保持一致,说明本发明可以利用高温、短时间的加速试验对各个体系进行验证,从而提高实验效率。
实施例三:
选用三种锂离子软包电池用的铝塑膜,分别命名为样品A,样品B,样品C。三种铝塑膜厚度均为113um,其中铝层厚度40um,外表面尼龙层厚度25um,内表面聚丙烯层厚度40um,铝层与内外表面的尼龙层和聚丙烯层之间分别涂有4um的粘结剂层。将上述三种铝塑膜分别剪切成120mm*20mm长宽的形状,利用夹具固定在烧杯壁上。同时,在烧杯中装入一定量的锂离子电池电解液,电解液成分为1.0M六氟磷酸锂+0.1M双氟磺酸亚胺锂+碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸亚乙烯酯/氟代碳酸乙烯酯/亚硫酸丙烯酯/甲烷二磺酸亚甲酯/戊二腈,其质量比20:20:40:1:10:3:1:3,将固定在烧杯壁上的铝塑膜浸没40mm于液面之下。在烧杯上部用保鲜膜覆盖,抑制电解液溶剂的挥发并将烧杯置于充满氩气气氛的手套箱中进行加热至80℃,80℃下保存4h。在4h结束后,将烧杯中的三片铝塑膜取出,可以发现样品B中铝层与两侧聚合物高分子层均发生明显分层、而样品A和样品C中并无发生肉眼可见的分层现象。
用手或工具撕开样品A和样品C中的铝层与内表面聚丙烯层后,利用拉力机分别夹住铝层和聚丙烯层,进行180度反向拉伸,随着拉伸长度的增加,同时实时读取拉伸应力的变化。通过将拉伸应力和拉伸长度的变化关系作图,发现样品A在浸泡于电解液中的铝层与内表面聚丙烯层之间的粘结力降为1.9N,作为对比,样品C在浸泡于电解液中的铝层与内表面聚丙烯层之间的粘结力为1.2N。由此可见,同样时间段下,三种铝塑膜在这种电解液中的粘结效果排序为:A>C>B。
该实施例三,将样品A,样品B,样品C做了仅更换浸泡温度和时间的试验,得到三种铝塑膜在这种电解液中的粘结效果排序为:C>B>A。
由以上实验结果可以发现,在不同温度和时间下,三种铝塑膜均存在不同程度的粘结力损失,同时这种宏观的衰减趋势与实施例1、实施例2都保持一致,再次说明本发明可以利用高温、短时间的加速试验对各个体系进行验证,从而提高实验效率。
实施例四:
选用一种锂离子软包电池用的铝塑膜,命名样品A。厚度为113um,其中铝层厚度40um,外表面尼龙层厚度25um,内表面聚丙烯层厚度40um,铝层与内外表面的尼龙层和聚丙烯层之间分别涂有4um的粘结剂层。将上述铝塑膜剪切成三片120mm*20mm长宽的形状,利用夹具固定在烧杯壁上。同时,在烧杯中装入一定量的锂离子电池电解液,电解液成分为1.0M六氟磷酸锂+0.1M双氟磺酸亚胺锂+碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸亚乙烯酯/氟代碳酸乙烯酯/亚硫酸丙烯酯/甲烷二磺酸亚甲酯/戊二腈,其质量比为20:20:40:1:10:3:1:3,将固定在烧杯壁上的铝塑膜浸没40mm于液面之下。在烧杯上部用保鲜膜覆盖,抑制电解液溶剂的挥发并将烧杯置于充满氩气气氛的手套箱中进行加热,60℃下保存12h。在4h、8h和12h结束后,分别各自取出一片烧杯中的铝塑膜,记作A1、A2和A3样品。
用手或工具撕开样品A1、A2和A3中的铝层与内表面聚丙烯层后,利用拉力机分别夹住铝层和聚丙烯层,进行180度反向拉伸,随着拉伸长度的增加,同时实时读取拉伸应力的变化。通过将拉伸应力和拉伸长度的变化关系作图,发现样品A1在浸泡于电解液中的铝层与内表面聚丙烯层之间的粘结力降为3.9N,样品A2在浸泡于电解液中的铝层与内表面聚丙烯层之间的粘结力降为2.9N,样品A3在浸泡于电解液中的铝层与内表面聚丙烯层之间的粘结力降为1.6N。由此可见,随着时间的增加,三种铝塑膜在这种电解液中的粘结效果排序为:A1>A2>A3。
该实施例三,将样品A做了仅更换浸泡时间的试验,得到这种铝塑膜在这种电解液中的粘结力随浸泡时间的增加而逐渐下降。同时还可以发现,在液面上方的铝塑膜,虽然其粘结力大于浸泡在液面中的部分,但也显示为逐渐下降的趋势,说明在浸泡的过程中,有部分液体分子由于毛细现象的作用逐渐上移,对液面上方粘结剂层造成递进的破坏,因此证明了这种毛细现象的存在。
实施例五:
选用两种锂离子软包电池用的铝塑膜,分别命名为样品D和样品E。两种铝塑膜厚度均为88um,其中铝层厚度32um,外表面尼龙层厚度18um,内表面聚丙烯层厚度32um,铝层与内外表面的尼龙层和聚丙烯层之间分别涂有3um的粘结剂层。将上述三种铝塑膜分别剪切成120mm*15mm长宽的形状,利用夹具固定在烧杯壁上。同时,在烧杯中装入一定量的锂离子电池电解液,电解液成分为1.0M六氟磷酸锂+0.1M双氟磺酸亚胺锂+0.02M四氟硼酸锂+碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯/丙酸丙酯/酸亚乙烯酯/氟代碳酸乙烯酯/亚硫酸丙烯酯/戊二腈,其质量比为20:10:40:1:5:3:2,将固定在烧杯壁上的铝塑膜浸没40mm于液面之下。在烧杯上部用保鲜膜覆盖,抑制电解液溶剂的挥发并将烧杯置于充满氮气气氛的手套箱中进行加热,80℃下保存4h。在4h结束后,将烧杯中的两片铝塑膜取出。
用手或工具撕开样品D和E中的铝层与内表面聚丙烯层后,利用拉力机分别夹住铝层和聚丙烯层,进行180度反向拉伸,随着拉伸长度的增加,同时实时读取拉伸应力的变化。通过将拉伸应力和拉伸长度的变化关系作图,参见图4,发现样品D在浸泡于电解液中的铝层与内表面聚丙烯层之间的粘结力降为0.7N,样品E在浸泡于电解液中的铝层与内表面聚丙烯层之间的粘结力降为1.5N。由此可见,两种铝塑膜在这种电解液中的粘结效果排序为:E>D。
被切开的铝塑膜在浸泡于液态物质中,有两种方式“侵蚀”铝层与高分子层之间的粘结剂,一种是沿着切边通过毛细现象向里延伸,不断溶胀、溶解高分子粘结剂从而使分子粘结力变弱;另一种是穿透几十微米尺度的高分子层厚度进入到聚合物高分子与铝层之间的高分子粘结剂层,随后不断溶胀、溶解高分子粘结剂从而使分子粘结力变弱。在实际的锂离子电池中,以上两种情况均有可能发生:在软包锂离子电池的热封口边缘,可能存在由于受热熔化后出现的缺陷点,易于让液态物质穿透从而开始毛细现象运动;在软包锂离子电池的大部分区域,电解液可能会穿过聚丙烯高分子层的一些缺陷处或者非晶态区域,到达粘结剂层。图3分别为这两种情况对应的预设示意图。
在此实施例中,对比液面以上部位的应力应变曲线,如图4所示。可以看出D的液面以上部位的应力和应变呈现具有一定斜率的直线关系;而E的页面以上部位的应力和应变则呈现弧线关系,与图3中的预设图非常吻合,意味着,铝塑膜D中的失效机理主要是由于介于铝层和高分子聚丙烯层间的粘结剂层中发生的毛细现象蔓延作用导致粘结剂失效从而倾向于剥离;而E中的毛细现象效应相对D来说更为微弱,因此电解液中的小分子是以铝塑膜的正面穿透效应为主造成粘结剂的失效。
本发明利用简单易行的装置和方法,通过铝塑膜中的聚合物高分子层与铝层之间的作用力的变化趋势来判断特定铝塑膜对特定液态物质的耐受性的好坏。由于特定的液态物质中的特定组分可以通过毛细现象蔓延和正面穿透聚合物高分子层两种方式进入到铝层和聚合物高分子层之间的粘结剂层,通过实验对比,确认在不同的铝塑膜和液态物质的体系中的剥离原因,并作出针对性的改善。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种基于渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势的测试方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:配制液态物质:选取容器,将配制好的均匀分散的液态物质倒入容器中;
步骤2:裁取待测铝塑膜:裁取待测铝塑膜,使其能够垂直插入到步骤1中的容器中,且部分浸没在液态物质中,待测铝塑膜固定不动,得到测试装置;
步骤3:浸泡:将步骤2制得的测试装置,置于恒定温度的环境中,设定浸泡时间;
步骤4:测试:浸泡到设定的时间后,将待测铝塑膜取出,剥离待测界面的聚合物高分子与铝箔层,利用拉力机进行180度反向拉伸,随着拉伸长度的增加,实时读取拉伸应力的变化;
步骤5:作图:将拉伸应力和拉伸长度的变化关系作图,即可直观地看出在步骤3中的温度和设定时间下,待测铝塑膜与液态物质在相互作用后,待测铝塑膜中的铝箔层与相邻的高分子层间粘结剂结构被破坏、粘结力损失的实际量值;
步骤6:重复步骤1,确保液态物质与步骤1一致;
步骤7:重复步骤2,确保待测铝塑膜的规格,及插入到液态物质中深度与步骤2一致;
步骤8:重复步骤3,确保环境稳定与步骤3一致,改变浸泡时间;
步骤9:重复步骤4和5,测试步骤8温度下的拉伸长度和拉伸应力的对应数值,作出拉伸应力和拉伸长度的变化关系作图;
步骤10:重复步骤6-9做若干组试验,确保液态物质、待测铝塑膜、浸泡深度和浸泡温度不变,改变浸泡时间,得到若干组浸泡时间的拉伸应力和拉伸长度的变化关系作图;
步骤11:总结步骤5和步骤10的作图,得到浸泡时间对待测铝塑膜中的铝箔层与对应高分子层间粘结剂结构破坏、粘结力损失的实际量值和变化趋势;
步骤12:重复步骤6和7;
步骤13:重复步骤3,改变浸泡的环境温度,确保浸泡时间与步骤3一致;
步骤14:重复步骤9,测试步骤12的浸泡环境温度下,拉伸长度和拉伸应力的对应数值,作出拉伸应力和拉伸长度的变化关系作图;
步骤15:重复步骤12-14若干组,确保液态物质、待测铝塑膜、浸泡深度和浸泡温度不变,改变浸泡时间,得到若干组浸泡时间的拉伸应力和拉伸长度的变化关系作图;
步骤16:总结步骤5和步骤15的作图,得到浸泡的环境温度对待测铝塑膜中的铝箔层与相邻高分子层间粘结剂结构破坏、粘结力损失的实际量值和变化趋势。
2.根据权利要求1所述的基于渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势的测试方法,其特征在于:所述液态物质具有流动能力,包括单一组分的溶剂、多组分的混合溶剂、溶解了部分有机或无机盐的单一组分或多组分溶剂、由悬浮颗粒、溶剂构成的浆料或者由多组分溶剂和表面活性剂构成的混合物。
3.根据权利要求1所述的基于渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势的测试方法,其特征在于:所述待测铝塑膜至少包括位于中间的铝箔层,和位于铝箔层两侧的高分子层,所述高分子层与铝箔层之间通过粘结剂粘接。
4.根据权利要求1所述的基于渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势的测试方法,其特征在于:所述浸泡过程中,容器封口。
5.基于渐变的铝塑膜拉伸应力变化趋势的测试装置,其特征在于:包括容器,容器内盛放有液态物质,液态物质中浸泡有待测铝塑膜,在浸泡过程中,所述待测铝塑膜由固定装置固定不动。
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