胶带撕开的过程,主要有三个材料参数——胶黏剂的内聚力、胶黏剂与材料A的黏着力、胶黏剂与材料B的黏着力。
在撕开一卷胶带的过程中,拉力首先突破胶带与材料B(透明胶带背面离型表面)之间的黏着力,胶黏剂附着在材料A上。
胶黏剂是一种非牛顿流体。当拉开速度较慢时,胶黏剂表现为较小的表观粘度,胶黏剂在拉力作用下发生形变,甚至在显微镜下能看到类似“拉丝”的形貌。最终留下的表面会凹凸不平,或出现横纹。
当拉开速度较快时,胶黏剂表现为更大的表观粘度,通俗点说就是“更像固体”,胶层表面基本保持撕开前的光滑形貌。
胶层的这个特性还有另外一种体现。当纸基不干胶与某个表面黏的得很牢的时候,快速拉扯会让纸张断裂。如果小心慢慢拉扯,胶黏剂的表观粘度会更低,拉力首先突破胶黏剂的内聚力——一个弊端是很容易在物体表面上留下残胶。
这也是“不干胶”的一个天生弱点(相较於可以固化的胶水)——即便不是很大的力,也能慢慢揭开胶层。所以,不干胶通常都不太擅于长时间承受拉力。
当然时间太长的话,不干胶也会干。所以对于一些贴了几年的不干胶纸,“慢慢撕”也撕不开了。
这个问题的核心是胶带里那层压敏胶,在不同的剪切速度下拥有不同的表观粘度,出现了剪切增稠的现象,已经有答主解释了我也不再重复,正好以前就搜过相关内容,这里给大家多补点图吧。
关于撕胶带的过程科学家们有过很多研究,主要分为高速撕胶带和慢速撕胶带。高速撕胶带一般是10cm/s,科学家们研究的焦点一般在力学性质和摩擦发光上(对,你没看错,撕胶带还会发光[1]……)。
而实验上慢速撕胶带一般有多慢呢?0.01mm/s,按照一般胶带长度为1m来算的话要撕俩小时。但是也只有这么慢的时候,我们才能看清在撕的时候胶带上发生了什么。
这是日本科学家[2]利用显微镜拍到的画面。画面里的胶带是从上往下撕的,在交界处,胶水的形状变成了锯齿的样子。如果我们用不同大小的力去撕的话,锯齿的数量也会发生变化。以下左图的图像是力较小的时候拍摄的,而右图是力较大的时候拍摄的。可以看到,左图两个锯齿之间的间距会比右图要大。所以当力较小,越慢撕的时候,也更容易撕出气泡来。