国立先进产业科学技术研究所[主席石村和彦]（以下简称“AIST”）纳米材料研究部[研究主任Shigeki Hara]粘合剂界面组研究员岛本一正和研究组组长秋山晴久由于水和热而强度下降粘合部分。
由于水和热的影响而导致的粘合剂聚合物结构的变化不一定在粘合剂表面内均匀地进行。因此，在讨论使用粘合剂粘合的结构构件的长期可靠性时，确定可能成为故障起点的最薄弱部件非常重要。新开发的方法预计将通过识别强度降低的区域并调查破损原因来加速与提高耐久性相关的技术的开发，这将导致粘合剂和粘合接头的改进。
此方法的详细信息请参考粘附杂志杂志。(http://dxdoiorg/101080/0021846420211978293)
提高粘合剂和粘合接头耐久性的技术开发
为了减轻汽车和飞机等运输设备的重量，在正确的地方应用不同材料的多材料结构正在引起人们的关注。作为这些异种材料之间的粘合方法，使用结构粘合剂的粘合粘合是有前途的，因为粘合过程温度相对较低，变形小，并且可以保证刚性。然而，预测接头强度随时间下降的技术尚未建立，目前应用进展缓慢。
AIST 是粘附/界面现象研究实验室是啊粘合和粘合技术联盟、胶粘基础技术联合研究组，从阐明粘合机制到强度评估方法进行全面研究和开发。其中，确保粘接接头的长期可靠性是一个重要问题，我们正在致力于评估和预测技术的开发。
反应型胶粘剂主要用于结构胶粘剂。这种类型的粘合剂通过化学反应形成三维聚合物结构来硬化，将材料牢固地粘合在一起。然而，随着时间的推移，聚合物会因水、热等的影响而劣化，导致粘合强度下降。这种变化不一定在粘合表面内均匀地进行。此外，粘合接头的断裂开始于粘合表面内的低强度区域。由于这些原因，为了确保胶接接头的长期可靠性，有必要明确胶粘剂的面内强度分布及其劣化进展后的下降程度，并考虑改进措施。
在这项研究中，我们认为固化粘合剂的分子结构与粘合强度之间存在相关性，旨在开发一种方法来识别粘合接头强度劣化后劣化的区域，并使用光谱分子结构分析方法估计强度下降的程度。红外吸收光谱（红外光谱）根据物质的分子结构显示出独特的图案，因此可以阐明粘合剂随着时间的推移而劣化时分子结构的变化。然而，到目前为止，还无法定量关联红外光谱和粘合强度。因此，我们开发了一种基于劣化粘合剂的红外光谱与机械拉伸测试评估的粘合强度之间的相关性来估计粘合强度的方法。为了确认该评价方法的可靠性，进行了将固化后的粘接剂浸入温水中使其劣化的试验。对一个试件多次测量红外光谱，并根据结果估算强度，这与拉伸试验中实际测量的强度非常吻合（图1）。
图1 浸泡在热水中变质的固化粘合剂的测量强度与根据红外光谱估计的强度的比较
通过使用该技术，可以通过获取粘合测试件断裂表面上多个点的局部红外光谱来识别强度降低的区域。例如，通过估算环氧粘合剂断裂面的粘合强度分布，可以明显看出周围区域的强度较初始状态显着下降（图2）。由此推断，水是从外围进入的，该区域的强度迅速下降。
图2 断裂时粘合接头粘合强度分布示例
将来，我们将对单独开发的粘合接头进行加速劣化测试（https://doiorg/101080/0021846420201747446、https://doiorg/101080/0021846420201772061)与该技术相结合，我们计划建立一种方法来阐明粘合接头的耐久性。其目的是提高粘合剂粘合的长期可靠性，并将其作为汽车等运输设备结构件的连接方法投入实际应用。