اگر تا به حال یک یادداشت چسبناک را از روی میز جدا کرده اید یا برچسبی را از شیشه جدا کرده اید، شاهد جادوی چسب حساس به فشار (PSA) بوده اید. اما چه چیزی باعث می شود که یک ماده به اندازه کافی «چسبنده» شود که فقط با فشار ملایم انگشت، فوراً بچسبد؟ برای شیمیدانان و مهندسانی که با چسب های حساس به فشار ذوب داغ (HMPSA) کار می کنند، پاسخ در یک قانون سرانگشتی معروف به ناممعیار دهلکوئیست.
ملاک دهلکوئیست چیست؟
این معیار که توسط دکتر Carl A. Dahlquist در دهه 1960 پیشنهاد شد، ویژگی مکانیکی اساسی مورد نیاز برای رفتار یک ماده به عنوان یک چسب حساس به فشار در دمای اتاق را تعریف می کند.
چسب باید دارای مدول ذخیره سازی (G') باشدکمتر از 3×105 Pa (300000 پاسکال یا 3×106dyn/cm2)در فرکانس 1 هرتز علاوه بر این، معیار Dahlquist با استفاده از چسبنده بر روی یک چسب در بهترین حالت برآورده می شود.40 تا 70 درجه سانتی گراد بالاتر از Tg.
شکل 1. معیار Dahlquist-معیار PSA
چرا این موضوع برای HMPSA مهم است؟
چسب های ذوب داغ 100% ترموپلاستیک جامد هستند. آنها گرم اعمال می شوند، خنک می شوند و یک پیوند ایجاد می کنند. برای اینکه یک مذاب داغ حساس به فشار باشد، فیلم خنک شده نهایی باید به اندازه کافی نرم و روان بماند تا تحت فشار ملایم "خیس" شود (جریان به دره های میکروسکوپی یک سطح).
اگر G' خیلی زیاد باشد (> 3×105 Pa): چسب خیلی سفت است. مانند یک ورق پلاستیکی سفت و سخت عمل می کند. هنگامی که روی یک سطح فشار داده می شود، فقط قله های بافت سطح را لمس می کند و در نتیجه تماس ضعیف و بدون چسبندگی ایجاد می شود. نمی چسبد
اگر G' خیلی کم باشد (<3×105 Pa): چسب بسیار نرم و چسبنده است. به راحتی در سطح جریان می یابد و سطح تماس زیادی ایجاد می کند و چسبندگی اولیه قوی (کیک استیک) ایجاد می کند.
این تعادل در فرمولاسیون HMPSA حیاتی است. با تنظیم نسبت پلیمر پایه (مانند SIS، SBS، APAO)، چسباندن رزین، روغن نفتالیک و موم، فرمول‌سازان مدول را تنظیم می‌کنند تا به زیر آستانه جادویی 300000 Pa برسد.
شکل 2. نسبت مواد مختلف را برای برآورده کردن معیار Dahlquist تنظیم کنید
کاربرد دنیای واقعی در HMPSA
تصور کنید که یک چسب برچسب را فرموله کنید. اگر موم زیادی برای کاهش هزینه اضافه کنید، مدول از حد Dahlquist بالاتر می رود. برچسب خشک می شود و ممکن است به جعبه مقوایی نچسبد. برعکس، اگر روغن مایع بیش از حد اضافه کنید، مدول بسیار کم می شود. چسب بیش از حد نرم می شود، ممکن است از لبه های برچسب بیرون بیاید و ممکن است تحت تنش برشی از بین برود.
معیار Dahlquist یک قانون کامل نیست، اما اولین نقطه بازرسی است که هر توسعه دهنده HMPSA هنگام طراحی یک محصول جدید از آن استفاده می کند.
جلسه پرسش و پاسخ: معیار Dahlquist و HMPSA
Q1: آیا معیار Dahlquist یک قانون ثابت و جهانی برای همه چسب ها است؟
A: خیر. این یک مشاهده تجربی بر اساس آزمایش دمای اتاق است. این برای PSA های معمولی که در فرکانس 1 هرتز تست شده اند بهترین کار را دارد. برخی از چسب‌های ریز ساختار مدرن حتی با مدول بالاتر می‌توانند چسبندگی نشان دهند، اما برای HMPSA استاندارد، استاندارد طلایی باقی می‌ماند.
Q2: آیا دما بر معیار Dahlquist تأثیر می گذارد؟
ج: قطعا. مدول یک ماده ویسکوالاستیک با دما تغییر می کند. یک HMPSA ممکن است در دمای 23 درجه سانتیگراد (دمای اتاق) کاملاً معیار را برآورده کند، اما در دمای 5 درجه سانتیگراد (کاربرد سرد) شکننده شود و این معیار را رعایت نکند. به همین دلیل است که فرمولاسیون HMPSA در دمای سرد از پلیمرها و رزین های مختلف برای پایین نگه داشتن مدول حتی در سرما استفاده می کند.
Q3: چگونه G' را برای بررسی معیار اندازه گیری کنیم؟
A: با استفاده از یک آنالایزر مکانیکی دینامیک (DMA) یا یک رئومتر. شما یک نمونه کوچک از HMPSA خنک شده را بین صفحات موازی قرار می دهید، یک نیروی نوسانی کوچک (معمولاً در 1 هرتز) اعمال می کنید و مقاومت ماده در برابر تغییر شکل (مدول ذخیره سازی G') و توانایی آن در اتلاف انرژی (مدول اتلاف G") را اندازه می گیرید.
Q4: اگر HMPSA من G' دقیقاً 300000 Pa داشته باشد، چه اتفاقی می‌افتد؟
پاسخ: احتمالاً مرزی خواهد بود. این معیار نشان می‌دهد که مواد برای چسبندگی فوری باید کمتر از این مقدار باشد. دقیقاً در 300000 Pa، ممکن است چسبندگی قابل قبولی روی سطوح صاف (مانند شیشه) داشته باشید اما عملکرد ضعیفی روی سطوح ناهموار (مانند مقوای بازیافتی) داشته باشید. فرمول‌سازها معمولاً حاشیه ایمنی بسیار کمتر از این عدد را هدف قرار می‌دهند.
Q5: آیا می توانم از معیار Dahlquist برای چسب های غیر HMPSA مانند PSA هایی که با اشعه ماوراء بنفش یا بر پایه آب کار می کنند استفاده کنم؟
ج: بله! در حالی که مقاله بر روی ذوب های داغ تمرکز دارد، معیار Dahlquist برای هر نوع چسب حساس به فشار (مبتنی بر حلال، مبتنی بر آب یا پرتوافکن) اعمال می شود. اصل نیاز به مدول پایین برای خیس شدن در تمام فناوری‌های PSA عمومیت دارد.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
