1 前言
夹层玻璃是由一层玻璃与一层或多层玻璃、塑料材料中间夹聚乙烯醇缩丁醛胶合层(PolyvinylButyral, PV13胶片)而成的玻璃制品，具有耐光、耐热、抗冲击强度高等特点。夹层玻璃在外力作用下可能破碎，但碎片仍戮附在中间层胶片上，保持为整体，没有碎片飞溅。与传统的普通玻璃相比，夹层玻璃在安全、保安防护、隔音及防辐射等方面有着不可比拟的优良性能。正是由于其良好的安全可靠性能，夹层玻璃主要应用于汽车、火车、轮船、飞机等运输工具，在现代高层玻璃幕墙和光伏玻璃产业中也都得到了广泛的使用。对夹层玻璃的使用性能来说玻璃与PVB胶合层的界面粘结性能的好坏直接关系到夹层玻璃的安全可靠性。一般来说，在玻璃和胶合层度固定的条件下，玻璃与PVB胶合层的粘结越牢固，夹层玻璃的力学性能越好，尤其是抗冲击性能。
夹层玻璃是典型的有机一无机相结合的材料，其设计寿命一般为25年，在大气环境中服役一段时间后，必然会出现腐蚀老化的现象。通常玻璃的抗化性能非常优异，基本上可以满足设计要求。然而中间层PVB胶片属于有机材料，在大气环境中容易受到气候环境中水蒸气的侵蚀而发生老化。一旦服役过程中的夹层玻璃发生了老化，玻璃与PVB胶的粘结性能必然会降低，从而造成安全隐患。我国现行的国家标准在考察夹层玻璃耐湿老化性能时，在老化实验结束后，仅目视检查试验前后试样的外观变化，即PVB胶与玻璃之间是否存在气泡或有脱胶现象，这种方法只能定性判断夹层玻璃老化失效程度，而且通常只考察一个周期 (336h)的老化形态，很难反映出夹层玻璃的性能衰减特征。如果能检测出夹层玻璃在不同老化时间的界面强度，则可以定量确定夹层玻璃的界面强度衰减速率，根据强度衰减模型确定其在某特定环境下应用过程中的寿命和可靠性。但是到目前为止没有一种现行的标准或评价方法可以准确评价玻璃与PVB胶的粘结强度。如何能准确快速定量评价夹层玻璃中玻璃与PVB胶合层的界面粘结强度以及夹层玻璃在老化后界面粘结性能衰减程度，基本还是空白，未见有任何相关的材料报道。
十字交叉法最早应用于测量陶瓷界面粘结强度，通过一个简单的压缩载荷可以在界面处获得均匀的拉应力和剪切应力，利用界面开裂时所对应的临界载荷和粘结面积就可以同时获得界面拉伸粘结强度和剪切粘结强度。本文拟采用十字交叉法测量PVB胶与玻璃之间的界面粘结性能。利用自行设计的特定夹具，研究了PVB胶层厚度、加载速率和耐湿老化时间对PVB胶与玻璃界面拉伸粘结强度和剪切强度的影响，从而提供一种能定量评价夹层玻璃PVB胶与玻璃之间界面粘结性能以及评价PVB胶老化程度、老化后界面性能和老化寿命的方法。其研究结果可以为夹层玻璃的应用设计提供可供参考的数据，保证夹层玻璃的安全使用和提高其安全可靠性，保障人民生命财产安全。
2 实验
2.1样品制备
实验中玻璃样品尺寸为100mm*20mm*20mm如果没有合适的标准规格玻璃样品，也可以选择宽度为20mm。,长渡大于10mm,厚度大于10mm的玻璃作为实验样品。使用前，先将样品表面进行打磨（词条“打磨”由行业大百科提供）抛光至镜面，然后用丙酮清洗干净。实验中所采用的PVB胶片为从市场上购买的商用胶片，胶片厚度为0.76mm,将其裁剪成截面（词条“截面”由行业大百科提供）为20mmx20mm的薄片。将PVB胶片夹在两片玻璃之间，玻璃呈十字交叉形状放置，利用胶带把十字交叉样品固定。图1为十字交叉样品的示意图。
在本实验中，为了研究胶片厚度对粘结强度的影响，我们选用同样厚度的PVB胶片，分别组成1层、2层、4层和8层PVB胶片，调节最终实验样品中间PVB层的厚度。在准备好十字交叉样品后，将试验样品放入真空袋中进行抽真空处理，排除样品中的空气，然后放入气体高压釜中，在120℃和12个大气压的条件下进行热等静压处理，最后以某一特定的速率冷却至室温，得到界面结合完好的十字交叉样品。在测量界面粘结强度前，去除玻璃表面用于固定十字交叉样品的胶带，用游标卡尺分别测量中间PVB胶片层的实际厚度。
2.2试验方法
图2为设计的夹具和十字交叉样品加载示意图。通过对十字交叉试样施加压力可以在界面处产生均匀拉伸(图2a)或剪切应力(图2h},从而导致界面分开。
将十字交叉试样以两个不同放置方式固定好后再施加载荷，可分别得到界面拉伸和剪切粘结强度。试验以某一恒定的位移速率加载，采用界面脱粘时对应的载荷值和粘结面积计算拉伸和剪切粘结强度。计算原理式如下:
