芯材（夹层结构）高低温处理后的滚筒剥离测试方法

夹层结构中面板与芯材之间的粘接界面是结构完整性的关键。在服役过程中，高低温环境会引起热膨胀系数差异、基体热软化和界面热应力累积，导致粘接强度下降。为评估这一退化程度，通常先对试样进行高低温处理，再按照滚筒剥离试验方法测试其剥离强度。

一、滚筒剥离测试原理与标准

滚筒剥离测试的核心原理是：将条形试样的一端面板剥离并固定在一个滚筒上，另一端固定在试验机的固定夹钳中。滚筒旋转运动时对剥离面板施加持续稳定的力矩，使面板与芯材粘接界面逐渐开裂并延伸，通过测量剥离力大小来评价粘接界面的抗剥离性能。

在国际标准体系中，该测试依据ASTM D1781《胶粘剂攀缘卷筒剥离的标准试验方法》。该标准适用于测定夹层结构中相对柔性面板与芯材之间的粘接剥离强度，对粘附物表面处理特别敏感，可用于过程控制和质量检验-1。在国内，对应标准为GB/T 1457-2022《夹层结构滚筒剥离强度试验方法》，由全国纤维增强塑料标准化技术委员会归口，规定了试验原理、试验设备、试样、试验条件和状态调节、试验步骤、试验结果及处理和试验报告-10。该标准适用于柔性面板夹层结构的剥离强度测定，也适用于选用胶粘剂的其他组合件的剥离强度测定。

二、高低温处理方案

实验室中常用的高低温处理方案包括以下几种：

高温暴露处理：将夹层结构试样置于设定温度的高温箱中持续一定时间（通常为24至96小时），取出后在标准环境（23℃、50%RH）中冷却至室温，再进行滚筒剥离测试。常见高温暴露温度范围为80℃、120℃、150℃甚至更高。

低温暴露处理：对于服役于严寒环境的夹层结构，需进行低温暴露处理。典型的低温暴露条件为-40℃、-55℃或更低，持续一定时间后测试剥离强度。

高低温循环处理：将试样在高低温试验箱中经历预设次数的温度循环，每个循环包含高温保温、低温保温和升降温阶段。ASTM C481等标准提供了一套涵盖高温、低温、浸水和蒸汽喷雾等多种环境周期的实验室老化方法，用于模拟夹层结构在严酷暴露条件下的性能退化-16。典型循环参数包括高温段（如+80℃）保温2小时，低温段（如-40℃或-55℃）保温2小时。循环次数可取5次、10次、30次或50次。

测试前需对试样进行外观检查（表面是否出现起泡、翘曲、脱层等现象），并拍照存档。未经处理的对照组试样应在相同条件下进行测试，以计算强度保持率。

三、测试关键参数

根据ASTM D1781和GB/T 1457的规定，滚筒剥离测试的关键参数包括：

• 试样尺寸：标准试样宽度为25 mm，长度应确保有足够的有效剥离长度（通常约300 mm）。

• 加载速率：通常设置为25 mm/min。

• 测试环境：高低温处理后的试样应尽快测试，或在标准环境（23℃、50%RH）下进行状态调节，温度波动范围需控制在±2℃以内。

• 结果记录：记录平均剥离力、最大/最小剥离力，并计算剥离强度保持率（高低温处理后强度/未处理强度×100%）。剥离强度保持率是判断芯材（夹层结构）粘接界面耐高低温性能的核心指标。

四、结果输出

主要输出参数包括平均剥离强度（N·mm/mm）、失效模式以及剥离强度保持率。在测试报告中应详细记录每一试样的失效模式（内聚破坏、界面破坏、混合破坏等），并与未处理试样对比。