وقتی چسب با فیزیک ملاقات می کند: چگونه رئومترها عملکرد PSA را ذوب داغ شکل می دهند

آیا تا به حال فکر کرده اید که چرا یک چسب حساس به فشار ذوب داغ (HMPSA) می تواند به اندازه کافی چسبنده باشد تا در لمس یک برچسب یا الیاف نبافته را بگیرد، اما به اندازه کافی قوی باشد تا سال ها آن را در جای خود نگه دارد و همچنان در دمای ۱۶۰ درجه سانتیگراد به آرامی از دستگاه پوشش عبور کند؟

پاسخ در یک کلمه نهفته است: ویسکوالاستیسیته. و ابزاری که آن را آشکار می کند، رئومتر است.

                              شکل ۱. جائور دارای ۳ رئومتر TA و ۱ رئومتر HAAKE برای توسعه و طراحی فرمولاسیون چسب ها است.

به زبان ساده: HMPSA ماده ای است که باید در حین استفاده مانند یک جامد و در حین پردازش مانند یک مایع عمل کند. دستیابی به هر دو رفتار در یک فرمولاسیون بدون اندازه گیری آنها غیرممکن است - و این دقیقاً کاری است که رئولوژی انجام می دهد.

HMPSA ترکیبی از پلیمر پایه (معمولاً SIS/SBS/SEBS)، رزین چسبنده، روغن نرم کننده و افزودنی ها است. عملکرد نهایی آن یک کشمکش بین دو رفتار متضاد است:

نسبت این دو، tan δ = G′/G′, به شما می گوید که در هر دما، سرعت یا زمان، کدام سمت پیروز است.

چسب با کرنش کوچک نوسان داده می شود در حالی که دما افزایش می یابد. منحنی های G′، G″ و tan δ در مقابل دما را دریافت می کنید.

                                               شکل ۲: پیمایش دمای یک HMPSA - G′، G″ و tan δ در مقابل دما 

چه چیزی را بخوانیم:

• Tg - اوج tan δ. زیر Tg چسب شیشه ای و شکننده است؛ Tg حد پایین پنجره سرویس را تعیین می کند.
• فلات لاستیکی - ناحیه صاف G′ بین Tg و نقطه جریان. این محدوده کاری است که در آن چسب چسبنده و در عین حال منسجم است.
• نقطه تقاطع (G′ = G′) - ماده از شبه جامد به شبه مایع تبدیل می شود. این باید بالاتر از حداکثر دمای سرویس و پایین تر از دمای پردازش باشد.
• ویسکوزیته در دمای کاربرد - به شما می گوید که آیا خط پوشش می تواند آن را تحمل کند.

یک پیمایش دمای تنها در حال حاضر پاسخ می دهد: آیا می توان آن را اعمال کرد؟ تا چه دمایی قبل از نرم شدن؟ تا چه دمایی قبل از شکننده شدن؟

فرکانس، نرخ تغییر شکلی را که چسب در زندگی واقعی تجربه می کند، تقلید می کند:

                                                   شکل ۳: پیمایش فرکانس در دمای سرویس - G′، G″ در مقابل فرکانس 

یک HMPSA خوب در دمای سرویس، G′ > G″ را در کل محدوده فرکانس حفظ می کند - به اندازه کافی جامد برای نگه داشتن، به اندازه کافی ویسکوز برای چسبیدن.

مذاب را گرم کنید و اندازه گیری کنید که چگونه ویسکوزیته با دما کاهش می یابد (یا چگونه در دمای ثابت در طول زمان تغییر می کند).

                                                            شکل ۴: منحنی ویسکوزیته در مقابل دما در محدوده پردازش 

• ویسکوزیته مناسب در دمای پوشش → اعمال اسلات دای یا اسپری روان.
• شیب ملایم ویسکوزیته-دما → پنجره پردازش قابل تحمل.
• ویسکوزیته که در طول زمان در دمای پردازش بالا یا پایین می رود → تخریب حرارتی (شبکه سازی یا گسیختگی زنجیره ای). این سیگنال هشدار اولیه برای عملکرد آنتی اکسیدان است.

رئولوژی به شما امکان می دهد قبل از اجرای آزمایش های عملکرد، آنها را پیش بینی کنید و هفته ها زمان آزمایشگاه را صرفه جویی کنید:

این همچنین در جهت دیگر کار می کند: افزایش چسبنده → افزایش Tg و G′؛ افزایش روغن → کاهش Tg و G′. هر حرکت فرمولاسیون ابتدا روی رئومتر قابل مشاهده است.

س۱: رئومتر در مقابل ویسکومتر - چه تفاوتی دارند؟

ویسکومتر فقط یک عدد ویسکوزیته را اندازه گیری می کند. رئومتر ویسکوزیته به علاوه الاستیسیته (G′، G″)، خزشی، بازیابی و موارد دیگر را اندازه گیری می کند - هر آنچه که یک PSA واقعاً نیاز دارد.

س۲: G′ و G″ به زبان ساده چه معنایی دارند؟

G′ بخش "کش لاستیکی" است - چسب چقدر خوب با هم می ماند. G″ بخش "عسل" است - چقدر خوب برای تر کردن سطح جریان می یابد. بیشتر مشکلات HMPSA یک مشکل تعادل بین این دو است.

س۳: چگونه Tg را از داده های رئولوژی پیدا کنم؟

به دنبال اوج منحنی tan δ در پیمایش دما باشید. آن دمای اوج، Tg رایج است.

س۴: نقطه تقاطع (G′ = G″) چیست؟

دمایی که در آن چسب رفتار جامد را متوقف کرده و رفتار مایع را شروع می کند. باید بالاتر از بالاترین دمای سرویس شما و پایین تر از دمای پردازش شما باشد.

س۵: آیا رئولوژی می تواند جایگزین آزمایش های پوست کندن/چسبندگی/برشی شود؟

نه کاملاً - رئولوژی ماده حجیم را توصیف می کند، نه رابط با بستر. از آن برای غربالگری و بهینه سازی فرمول ها استفاده کنید، سپس با چند آزمایش چسبندگی هدفمند تأیید کنید.

س۶: چرا آماده سازی نمونه من برای HMPSA اینقدر مهم است؟

HMPSA "حافظه" دارد: تاریخچه حرارتی آن بلورینگی و مورفولوژی را تغییر می دهد. آن را به طور کامل ذوب کنید، به طور مداوم بارگذاری کنید، اضافی را کوتاه کنید و همیشه در منطقه الاستیک خطی اندازه گیری کنید (ابتدا یک پیمایش کرنش انجام دهید) - در غیر این صورت نتایج قابل تکرار نخواهند بود.

س۷: همپوشانی زمان-دما (TTS) چیست؟

ترفندی برای اندازه گیری در دماهای مختلف و ترکیب ریاضی داده ها در یک "منحنی اصلی" که دامنه بسیار وسیع تری از سرعت ها را پوشش می دهد - برای پیش بینی سال ها رفتار نگهدارندگی برشی از ساعت ها داده آزمایشگاهی مفید است.

س۸: چگونه بررسی کنم که آیا دو بچ سازگار هستند؟

یک پیمایش دما روی هر بچ اجرا کنید و منحنی ها را روی هم قرار دهید. همپوشانی خوب (Tg، مدول فلات، تقاطع) سریعترین اثر انگشت کیفیت است که می توانید بدست آورید.

برای فرمولاتورهای HMPSA، رئومتر یک ابزار اختیاری نیست - بلکه پلی بین شیمی و عملکرد است. یک پیمایش دما پنجره کاری را به شما می گوید؛ یک پیمایش فرکانس تعادل چسبندگی و نگهدارندگی را به شما می گوید؛ یک آزمایش خزشی عمر قفسه را تحت بار پیش بینی می کند. ابتدا اندازه گیری کنید، سپس فرموله کنید - و اجازه دهید منحنی ها صحبت کنند.

جائور، به عنوان یک تامین کننده حرفه ای راه حل چسب حرارتی، بیست سال است که عمیقاً در صنعت چسب حرارتی مشغول بوده است. ما دارای سخت افزار و نرم افزار تحقیقاتی پیشرو در صنعت، کارخانه های مدرن با نرخ اتوماسیون ۹۵٪، زنجیره های تامین قوی و سیستم های مدیریت کیفیت جامع هستیم. لطفاً در صورت داشتن سوال در مورد کاربرد چسب حرارتی یا نیازهای خاص، با ما تماس بگیرید.برآورده کردن الزامات شما نیروی محرکه تعهد ما به خدمات است.