打得好的乒乓球拍各层粘结强度怎么测试？

8月4日晚，巴黎奥运会乒乓球男单决赛，樊振东4:1击败瑞典选手特鲁斯·莫雷高德，夺得个人首枚奥运男单金牌，成为包揽世界杯、世乒赛、奥运会单打冠军的大满贯选手。

在本届奥运会的前五场比赛里，樊振东一路过关斩将，四分之一决赛中以4:3惊险逆转日本选手张本智和后，半决赛中轻取东道主选手菲利克斯·勒布伦。莫雷高德则是本届赛事的最大“黑马”，在32强赛中以4:2战胜王楚钦。2021年，莫雷高德曾在休斯敦世乒赛决赛中负于樊振东，获得男单银牌。

但为成绩自豪的同时，大家有没有注意过乒乓球比赛的细节呢？比如：小小的乒乓球，是如何拥有巨大力量的呢？为什么赛前裁判要特地检查比赛双方的球拍？大家为什么要自带球拍，每个人的球拍不一样吗？

《GB/T 23115-2008乒乓球拍》就是我国乒乓球拍所执行的最新国家标准，由中国轻工业联合会发布，归口于全国文具运动器材标准化技术委员会的国家标准。该标准于2008年12月30日发布，并于2009年9月1日实施。

标准文件中规定了球拍的外观质量、尺寸偏差和粘合强度等要求，确保每一把乒乓球拍都能达到高品质的标准。乒乓球拍用的海绵是一种发泡橡胶，粘贴在底板和胶皮之间，因此，球拍的稳定性、弹性和耐用性与对各层间的粘结强度密不可分。

粘接强度定义

粘接强度是指在外力作用下，使胶粘件中的胶粘剂与被粘物界面或其邻近处发生破坏所需要的应力，粘接强度又称为胶接强度。

粘接强度是胶粘体系破坏时所需要的应力，其大小不仅取决于粘合力、胶粘剂的力学性能、被粘物的性质、粘接工艺，而且还与接头形式、受力情况(种类、大小、方向、频率)、环境因素(温度、湿度、压力、介质)和测试条件、实验技术等有关。由此可见，粘合力只是决定粘接强度的重要因素之一，所以粘接强度和粘合力是两个意义完全不同的概念，绝不能混为一谈。

粘接接头的受力形式

粘接接头在外力作用下胶层所受到的力，可以归纳为剪切、拉伸、不均匀扯离和剥离4种形式。

(1)剪切。外力大小相等、方向相反，基本与粘接面平行，并均匀分布在整个粘接面上。

(2)拉伸。亦称均匀扯离，受到方向相反拉力的作用，垂直于粘接面，并均匀分布在整个粘接面上。

(3)不均匀扯离。也叫劈裂，外力作用的方向虽然也垂直于粘接面，但是分布不均匀。

(4)剥离。外力作用的方向与粘接面成一定角度，基本分布在粘接面的一条直线上上述4种力，在同一胶粘体系中很有可能有几种力同时存在，只是何者为主的问题。

粘结强度测试方式

根据粘接接头受力情况不同，粘接强度具体可分为剪切强度、拉伸强度、剥离强度、不均匀扯离强度、压缩强度、冲击强度、弯曲强度、扭曲强度、疲劳强度、蠕变强度等。对热熔胶来说，主要是测定前三类粘接强度。

1剪切强度

剪切强度也叫抗剪强度，指粘接件破坏时，单位粘结面积所能承受的平行于粘接表面的最大载荷。剪切强度按测试时的受力方式又分为拉伸剪切、压缩剪切、扭转剪切和弯曲剪切等。

剪切的接头形式又可分为单搭接、双斜平接、双平接、斜接、单斜搭接剪切形式等。

通常给出的剪切强度数据都是单搭接拉伸剪切强度。压缩剪切多用于较厚材料粘接测定。扭转剪切只发生完全剪切，而无扯离，受试样大小和胶层厚度的影响很小，比拉伸剪切和压缩剪切优越的多，宜用于代替螺接和螺栓固定的强度测定。

剪切强度受被粘物性质和厚度、胶黏剂性能和胶层厚度、搭接长度、测试条件等影响。一般来说，被粘物的弹性模量越大、试样越厚，剪切强度就越高。例如粘接合金铝的剪切强度就比钢低。剪切强度随被粘物厚度的增加而提高。

不同性能的胶黏剂，剪切强度亦不同，在一般情况下，韧性胶黏剂比柔性胶黏剂的剪切强度大。大量测试表明，胶层厚度越薄，剪切强度越高。

已经确定，剪切强度与搭接宽度无关，增加搭接宽度仅仅是提高承载能力，但剪切强度随搭接长度的增加而降低。

测试条件影响最大的是环境温度和试验速度，随着温度升高剪切强度下降，随着试验速度的减慢剪切强度降低，这说明温度和速度具有等效关系，即提高测试温度相当于降低加载速度。

2拉伸强度

拉伸强度又称均匀扯离强度、正拉强度，是指粘结件受力破坏时，单位面积所承受的使试样拉伸至断裂时的最大拉伸应力。

因为拉伸比剪切受力均匀的多，所以一般胶黏剂的拉伸强度都比剪切强度高很多。在实际测定时，试件在外力作用下，由于胶黏剂的变形比被粘物大，加之外力作用的不同轴性，很可能产生剪切，也会有横向压缩，因此在扯断时就不可能出现同时断裂。若能增加试样的长度和减小粘接面积，便可降低扯断时剥离的影响，使应力作用的更加均匀。弹性模量、胶层厚度、试验温度和加载速度对拉升强度的影响基本与剪切强度相似。

3剥离强度

剥离强度是在规定的剥离条件下，使粘接件分离时单位宽度所能承受的最大载荷，是衡量线受力能力的。剥离形式多种多样，一般可分为L型剥离、U型剥离、T型剥离和曲面剥离。

随着剥离角度的改变，剥离形式也发生变化。当剥离角小于或等于90°时为L型剥离，大于90°或等于180°时为U型剥离。这两种形式适合刚性材料和挠性材料粘接的剥离。T型剥离用于两种挠性材料之间的剥离。

剥离强度受试件宽度和厚度、胶层厚度、剥离速度、剥离角度等因素的影响。金属试件的宽度对剥离强度无影响，而挠性材料则不同。例如橡胶伸长变形比较大，相当于剥离界面处的宽度减小，会引起边缘应力集中，而使得剥离强度降低。为了避免这种影响可将橡胶衬布，试验测的衬布比不衬布测得的剥离强度要高，在橡胶薄的试件中表现更为明显，这是因为橡胶衬布者，伸长变形减小，有效剥离宽度较大，剥离界面的分布比较均匀。所以衬布能够比较准确的反映剥离强度的真实结果。剥离强度随试件厚度的增加而提高，但厚度增加到一定程度之后便开始下降。

剥离强度随胶层的厚度增加而降低，其原因是胶层厚，伸长变形大，易引起应力集中，胶层厚产生的缺陷会增多，内应力也大。

在一定的拉伸速度范围内，剥离速度对金属与金属粘接的剥离影响不大，而橡胶与金属粘接的剥离强度则随剥离速度的增大而提高。

一般剥离强度随剥离角的增大而下降，180°时最小。但也有人认为，随剥离角增大，剥离强度由大减小，此后又增大，最小值位于90°剥离角附近。当剥离角为零时则由剥离转变为剪切。

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