在膠黏劑實際應(yīng)用中，經(jīng)常會碰到一個問題——如何評價膠黏劑的長期可靠性？例如，承諾產(chǎn)品在外場使用3年不出問題，那么作為產(chǎn)品內(nèi)部輔料的膠黏劑其壽命也不能低于3年。在面對這種問題時，最好的方法其實是將產(chǎn)品直接使用3年，不出問題就視為實驗通過。例如，美國3M公司在對其VHB膠帶產(chǎn)品進行評價時，收集了膠帶在各種實際使用場景中5年，甚至10年的數(shù)據(jù)...但這種實驗的時間成本非常高，并不適合經(jīng)常使用。因此，在實際工作中，工程人員常使用加速老化試驗來評價膠黏劑的可靠性。
加速老化試驗是用人工的方法，在室內(nèi)或設(shè)備內(nèi)模擬近似于大氣環(huán)境條件或某種特定環(huán)境條件，并且強化一些因素，從而在短期內(nèi)獲得試驗結(jié)果。實驗室常用恒溫恒濕箱，快速溫變試驗箱等模擬不同環(huán)境。常見溫濕度條件有85℃，85%RH；60℃，90%RH等，視需要而定。
那么如何確定試驗條件和試驗時間并進行完整的加速老化試驗？有以下5個基本步驟：
1. 確認(rèn)樣品的敏感應(yīng)力
敏感應(yīng)力，就是指哪種條件對樣品性能的影響最大，以膠黏劑為例，膠黏劑大多數(shù)都是高分子聚合物，長時間的熱-氧老化，或者長時間的水汽侵蝕，都對膠接界面及膠黏劑本身的高分子鏈有很大的影響，那么溫度、濕度就是膠黏劑的敏感應(yīng)力，首選使用雙85的加速老化試驗。
2. 確認(rèn)產(chǎn)品在實際使用場景下的溫濕度
某些產(chǎn)品內(nèi)部使用的膠水，其使用位置靠近發(fā)熱元器件，溫度會很高，達到七八十度，那么一般的85℃加熱對其就沒有明顯的加速效果，需要疊加別的應(yīng)力，例如更高的濕度（因產(chǎn)品在高溫下的濕度通常較低），才能達到縮短試驗周期的目的。如果膠水的使用位置附近并沒有發(fā)熱元器件，那么膠水基本就和使用環(huán)境是相同的溫濕度，例如常用在建筑上的硅酮密封膠。那么為了后面計算準(zhǔn)確，就需要了解當(dāng)?shù)氐臏貪穸鹊那闆r，在三亞使用的密封膠和在哈爾濱使用的密封膠面對的環(huán)境顯然是不一樣的。
3. 確認(rèn)失效判據(jù)
大部分電子元器件的失效判據(jù)都比較明顯，無非是可用和不可用兩種狀態(tài)。但膠黏劑老化是更加緩慢的過程，性能退化可能也沒有那么明顯。因此對于失效判據(jù)的確定需要工程師根據(jù)實際去制定，例如光學(xué)膠，可以使用某一特定值的透光率和折射率作為失效判據(jù)。
4. 確認(rèn)老化模型和試驗參數(shù)，計算老化時間
工程常用的老化模型有3種，只考慮溫度加速因子的Arrhenius 模型，綜合溫度及濕度因素的Arrhenius Mode With Humidity模型和綜合考慮溫濕度的Hallberg Peck模型。下面以Hallberg Peck模型簡單說明其計算過程。PECK公式為
其中AF：加速因子
Ea：激活能，通常可取0.7ev
K：玻爾茲曼常數(shù)，其值為 8.617385 × 10-5
RHt：測試環(huán)境的相對濕度值，%
RHu：使用環(huán)境的相對濕度值，%
Tt：測試環(huán)境的溫度，K
Tu：使用環(huán)境的溫度，K
代入計算可得加速因子AF的值
如果要求產(chǎn)品的壽命達到10年，即10*365*24=87600h
那么試驗時間為87600/AF
5. 進行試驗得到結(jié)果
以上只是簡化的試驗步驟，在實際的應(yīng)用過程中，可能會碰到很多問題。例如，實際使用時，膠水所處的環(huán)境條件并不是恒定的，是跟隨設(shè)備功率和室內(nèi)外溫濕度變化的，如果按照最嚴(yán)苛的條件去計算，那么計算出的試驗時間可能會很長，這個時候就必須去細(xì)化溫濕度的數(shù)據(jù)，以下表格為例，越詳細(xì)則越好，最后通過公式，疊加計算可得到試驗時間。
又或者是碰到樣本量的問題，尤其是膠黏劑的粘接強度測試大多數(shù)都屬于破壞性試驗，其樣品在老化中不能反復(fù)測試和使用，這個時候，需要根據(jù)是單純的壽命鑒定試驗還是要觀察退化趨勢，以及試驗的成本和產(chǎn)品端的要求，來選取不同的測試間隔時間點和樣本數(shù)量，這也屬于可靠性工程的范疇，此處不做贅述。
總的來說，膠黏劑的等高分子的加速老化試驗以及其可靠性工程，并沒有電子元器件的可靠性工程發(fā)展的那么成熟，在實際工作中會碰到各式各樣的問題，需要膠黏劑工程師的實際經(jīng)驗作為參考，才能最大限度的保證膠黏劑在實際生產(chǎn)使用中的可靠性。
