一、定义
90度剥离强度是评价粘接接头、涂层或复合层界面结合性能的一项关键力学指标。它特指在规定的试验条件下，将挠性被粘物从刚性被粘物上以90度的角度进行剥离时，单位宽度上所承受的平均剥离力。其数学表达式为：
σ90 = F / b
其中，σ90代表90度剥离强度，通常以牛顿每毫米或千牛每米为单位；F代表剥离过程中测得的平均剥离力；b代表试样的宽度。与180度剥离试验相比，90度剥离时剥离力作用方向垂直于刚性被粘物的表面，使得剥离区域的应力状态更为明确，剥离力主要集中于剥离前端，因此能更清晰地反映界面结合的牢固程度。
二、原理
90度剥离强度的测定基于断裂力学与粘附科学的基本原理。在剥离过程中，外力通过挠性被粘物传递至粘接界面，使界面处的粘附键逐渐断裂。从能量角度分析，剥离过程是外力做功转化为界面断裂能的过程，该能量用于克服分子间作用力、化学键合力以及可能存在的界面附近材料的塑性变形。
当挠性被粘物以90度方向被拉伸时，剥离前端形成高度集中的应力区域。这一区域的应力状态可简化为界面法向拉伸应力与切向剪切应力的复合作用。随着剥离的进行，应力集中区域向前移动，原有的粘接界面逐步分离。理想的90度剥离试验要求挠性被粘物在剥离过程中不发生显著的塑性伸长变形，以确保所测得的力值真实反映界面结合强度而非材料本身的拉伸行为。
根据能量平衡原理，当剥离达到稳态时，外力所做的功等于界面断裂能加上挠性被粘物弯曲变形所消耗的能量。因此，通过测量稳态剥离阶段的平均剥离力，并结合试样几何参数，可计算得出表征界面结合性能的剥离强度值。
三、测量方法
90度剥离强度的测量需遵循严格的标准化操作规程，以确保测试结果的准确性、可重复性与可比性。不同行业根据自身材料特点和应用需求，制定了相应的测试标准体系，但基本测量流程具有共性特征。
试样制备：试样制备是影响测量结果的首要环节。通常将挠性被粘材料（如薄膜、薄片、织物）通过胶粘剂与被粘物（通常是刚性板，如金属、玻璃、塑料板）粘接形成标准尺寸的试样。粘接过程中需严格控制胶层厚度均匀性、固化条件及粘接压力，避免气泡、缺胶等缺陷。对于成品材料，需从产品上裁取规定宽度和长度的试样。
试验装置：90度剥离试验通常在配备专用夹具的万能材料试验机上进行。试验机的下夹具用于固定刚性被粘板，上夹具夹持挠性被粘物的自由端。关键在于上夹具需通过特定机构（如滑轮系统或可移动横梁）保证剥离角度始终维持在90度。现代试验机多配备90度剥离专用测试台，该测试台可在剥离过程中沿导轨水平移动，使挠性被粘物始终与刚性板表面保持垂直，确保剥离角度的恒定。
试验过程：将制备好的试样安装在试验机上，调整夹持位置使挠性部分与刚性板表面垂直。设定恒定的剥离速度（通常为每分钟100毫米或根据标准规定），启动试验机进行剥离。试验机自动记录整个剥离过程中的力-位移曲线。剥离力通常经历初始峰值、稳定剥离阶段和结束阶段。计算剥离强度时，需截取稳定剥离阶段的力值数据，求取平均值后除以试样宽度。
数据记录：测量结果需记录剥离强度的平均值、最大值、最小值以及剥离破坏的模式。破坏模式可分为界面破坏（粘附破坏）、内聚破坏（胶层本身破坏）或基材破坏，不同破坏模式对应不同的质量控制判断标准。
四、影响因素
90度剥离强度的测量结果受到诸多因素的复杂影响，理解这些因素对于正确解读测试数据、优化粘接工艺具有重要价值。
剥离角度与速率：剥离角度的精确控制在90度剥离试验中至关重要。偏离90度将导致应力状态的改变，影响测量结果的准确性。剥离速率同样显著影响结果：高速剥离时，粘弹性材料的响应时间不足，可能导致表观剥离强度升高；反之，低速剥离可能允许更多的界面松弛，剥离强度可能降低。因此，测试必须严格按照标准规定的速率进行。
挠性被粘物的性质：挠性被粘物的厚度、弹性模量及屈服行为对剥离强度测量有显著影响。若挠性材料在剥离过程中发生明显的塑性伸长或颈缩，则所测力值包含了材料变形所消耗的能量，不能真实反映界面结合强度。理想的挠性被粘物应具有足够高的模量和强度，在剥离过程中保持弹性变形。
胶粘剂特性：胶粘剂的本体力学性能、粘弹性行为及与被粘物的界面相互作用共同决定剥离强度。胶层厚度是重要参数：通常存在一个最佳厚度范围，过薄时应力集中严重，过厚则可能导致内聚破坏。胶粘剂的固化程度直接影响其内聚强度和界面结合力，必须确保在测试前已达到充分固化。
被粘物表面状态：刚性被粘物的表面粗糙度、清洁度及表面处理方式直接影响胶粘剂与被粘物之间的界面结合强度。表面污染、氧化层或脱模剂残留会显著降低剥离强度。适当的表面处理，如打磨、化学蚀刻或底涂处理，可增强界面结合，提高剥离强度。
环境条件：测试环境的温度与湿度对粘接界面的力学行为有显著影响。温度升高可能导致胶粘剂模量下降、粘性流动增强，改变剥离破坏机制；湿度增加可能引起界面水解或胶层塑化。因此，90度剥离强度测试必须在标准温湿度条件下进行，或根据需要模拟特定使用环境进行测试。
五、应用
90度剥离强度作为评价界面结合性能的可靠指标，在众多工业领域的产品研发、质量控制与工艺优化中发挥着核心作用。
胶粘剂与胶带工业：这是90度剥离强度应用最为广泛的领域。压敏胶带、双面胶带、标签及保护膜等产品的粘接性能评价，均以90度或180度剥离强度作为关键质量指标。通过测量剥离强度，胶粘剂生产商可以筛选配方、优化工艺，确保产品在不同被粘材料上具有稳定的粘接性能。
电子与光电产业：在智能手机、平板电脑及可穿戴设备的制造过程中，大量使用胶粘剂进行薄型化、轻量化设计中的部件固定。柔性电路板的覆盖膜、触摸屏的光学透明胶、电池的固定胶带，其界面结合可靠性直接关系到产品的使用寿命和安全性。90度剥离试验因其应力状态明确，被广泛用于这些精密组件的粘接强度评价。
包装与印刷工业：软包装复合膜、纸塑复合材料的层间结合强度是保证包装完整性和保护性能的基础。通过90度剥离试验可评价不同层材料之间的复合牢度，为复合工艺优化、材料选择及质量控制提供依据。标签与基材的粘接强度同样依赖于剥离试验进行评价。
汽车与航空航天：随着轻量化技术的推进，胶接在车身结构、内饰件固定及复合材料连接中的应用日益广泛。90度剥离强度测试被用于评价结构胶粘剂的粘接性能、筛选表面处理工艺，以及验证胶接接头的耐久性和可靠性，确保在复杂工况下连接的安全性。
医疗与生物材料：医用胶带、伤口敷料、药贴等产品与皮肤的粘接性能直接关系到使用舒适性和治疗效果。90度剥离强度测试被用于评价这些产品对皮肤的粘附力，优化胶粘剂配方和背衬材料，在保证足够粘接强度的同时，减少剥离时的疼痛和组织损伤。
涂层与镀膜工业：各种功能性涂层、保护涂层及装饰涂层与基材之间的附着力是决定涂层性能的关键。90度剥离试验可用于定量评价涂层与基材的界面结合强度，为涂装工艺优化、涂料配方设计及涂层寿命预测提供科学依据。
六、总结
90度剥离强度作为表征界面结合性能的核心力学参数，以其明确的应力状态和良好的可重复性，在从基础研究到工程应用的广阔领域中占据着重要地位。其物理本质根植于断裂力学与粘附科学，通过测量单位宽度上的平均剥离力，将抽象的界面结合力转化为可量化的工程指标。在测量方法层面，从试样制备、试验装置到数据处理的每一个环节都需严格遵循标准化规程，以确保结果的准确性与可比性。影响90度剥离强度的因素涉及材料性质、几何参数、测试条件及环境因素等多个维度，这要求研究者和工程师在设计试验和解读数据时保持系统思维。在应用领域，90度剥离强度已深入渗透到胶粘剂工业、电子制造、包装印刷、汽车航天及生物医疗等现代工业的方方面面，成为评价产品质量、优化工艺设计、保障使用安全的不可或缺的技术手段。随着新材料、新工艺的不断涌现，以及多尺度表征技术和理论模拟方法的持续进步，90度剥离强度的测量原理与应用范畴必将得到进一步拓展和深化，为各行业界面科学与工程实践提供更为坚实的支撑。