SỨC CĂNG VÀ NĂNG LƯỢNG BỀ MẶT ẢNH HƯỞNG NHƯ THẾ NÀO ĐẾN LIÊN KẾT VỚI CHẤT KẾT DÍNH NÓNG CHẢY VÀ CHẤT KẾT DÍNH GỐC NƯỚC?

tháng 5 04, 2021

SỨC CĂNG VÀ NĂNG LƯỢNG BỀ MẶT ẢNH HƯỞNG NHƯ THẾ NÀO ĐẾN LIÊN KẾT VỚI CHẤT KẾT DÍNH NÓNG CHẢY VÀ CHẤT KẾT DÍNH GỐC NƯỚC?

SỨC CĂNG VÀ NĂNG LƯỢNG BỀ MẶT ẢNH HƯỞNG NHƯ THẾ NÀO ĐẾN LIÊN KẾT VỚI CHẤT KẾT DÍNH NÓNG CHẢY VÀ CHẤT KẾT DÍNH GỐC NƯỚC?

Khi chúng ta tiến hành bôi keo hai lớp nền, mục đích của chúng ta là tiến hành dán thành công. Không có nghi ngờ gì về điều đó. Tuy nhiên, để đạt được một lớp dán hoàn hảo cần phải phân tích mối quan hệ giữa hai biến số: sức căng bề mặt và năng lượng bề mặt. Tiếp theo, chúng tôi xác định những hiện tượng này và chúng tôi sẽ cho bạn biết chúng ảnh hưởng như thế nào đến liên kết bề mặt, sử dụng chất kết dính nóng chảy và chất kết dính gốc nước.

Độ bám dính là gì? Độ bám dính có thể hiểu là “lực hấp dẫn giữ các phân tử của các thành phần hóa học khác nhau lại với nhau”.

Một trong số những đề cập đến lý thuyết nhiệt động lực học hấp thụ hoặc tính thấm ướt, theo đó độ bám dính là kết quả của tương tác vật lý của các bề mặt tiếp xúc với tác dụng của sự thấm ướt.

Đây là nơi xuất hiện một khái niệm khác: tính thấm ướt, có tầm quan trọng lớn đối với tất cả các loại xử lý bề mặt như in ấn, đánh vecni, và sự phụ thuộc vào sức căng bề mặt của chất lỏng, trong tường hợp của chúng tôi là chất kết dính nóng chảy và chất kết dính gốc nước, và năng lượng bề mặt của chất rắn, nghĩa là của các chất nền được liên kết.

SỨC CĂNG BỀ MẶT VÀ NĂNG LƯỢNG BỀ MẶT

Sức căng bề mặt và năng lượng bề mặt là hai hiện tượng ảnh hưởng trực tiếp đến sự liên kết của hai chất nền.

Trong vật lý, sức căng bề mặt của chất lỏng, trong trường hợp của chúng tôi là chất kết dính nóng chảy hoặc chất kết dính gốc nước đề cập đến lượng năng lượng cần thiết để tăng bề mặt của nó trên một đơn vị diện tích và chống lại các lực liên phân tử trên bề mặt tạo ra lực hút nội địa. Nói cách khác, đó là lực cản mà chất lỏng thể hiện đối với sự xâm nhập của bề mặt của nó. Do đó, sức căng bề mặt càng thấp thì chất lỏng càng có xu hướng tạo thành hình cầu, đây là hình dạng đảm bảo tỷ lệ diện tích hay thể tích thấp hơn.

Sức căng bề mặt là lượng năng lượng cần thiết để tăng bề mặt của chất lỏng, nghĩa là của chất kết dính nóng chảy hoặc chất kết dính gốc nước.

Còn về năng lượng bề mặt của vật rắn là mức độ hút hoặc đẩy mà bề mặt của vật liệu này tác dụng lên vật liệu khác. Do đó, năng lượng bề mặt của chất nền được liên kết càng lớn thì độ bám dính càng tốt.

LÀM THẾ NÀO ĐỂ CÓ ĐƯỢC MỘT LIÊN KẾT TỐT?

Để đạt được liên kết tối ưu, chất nền được liên kết phải có năng lượng bề mặt cao hơn sức căng bề mặt của chất kết dính, do đó đạt được khả năng thấm ướt hoặc thẩm thấu tốt, trong khi chất kết dính nóng chảy phải có sức căng bề mặt thấp hơn năng lượng bề mặt của chất nền để giúp nó thấm ướt.

Chất lỏng được xem là làm ướt chất rắn khi góc tiếp xúc ß (góc giữa bề mặt và mặt rơi) nhỏ hơn 90^o. Nếu ß lớn hơn, giọt sẽ có hình dạng rất tròn, do đó năng lượng bề mặt của chất nền sẽ quá thấp và do đó khả năng thấm ướt cũng vậy. Ngược lại, nếu nhỏ thì giọt sẽ có hình dẹt, năng lượng bề mặt của chất nền sẽ cao và khả năng thấm ướt cũng tốt.

Thấm ướt kém (trái), làm ướt một phần (giữa) và thấm ướt tốt (phải)

Ví dụ, nếu chúng ta muốn dán một PVC cứng có năng lượng bề mặt là 39 dynes / cm với chất kết dính gốc nước (xem bảng bên dưới), chúng ta phải đảm bảo rằng chất kết dính của chúng ta có sức căng bề mặt nhỏ hơn 39 dynes / cm. tốt hơn nếu nó thấp hơn ít nhất 3-4 dynes / cm, nếu không nó sẽ không ướt tốt và do đó sự liên kết sẽ kém.

Một lựa chọn khác sẽ làm tăng sức căng bề mặt của vật liệu được dán (trong ví dụ là PVC) bằng cách áp dụng phương pháp xử lý corona, đó là bắn phá điện tử hoặc xử lý bằng ngọn lửa hay xử lý bằng laser,… những gì họ làm là hướng tất cả các điện tích của vật liệu theo cùng một hướng và điều đó làm cho năng lượng bề mặt của nó tăng lên.

LÀM THẾ NÀO ĐỂ CHÚNG TA ĐO SỨC CĂNG BỀ MẶT?

Trên thị trường có các dung dịch màu hoặc chất đánh dấu có thể đo sức căng bề mặt. Trong trường hợp đánh dấu, chúng tôi sẽ áp dụng một đường trên bề mặt của vật liệu cần đo và nếu chất lỏng vẫn không rút lại trong hơn 2 giây, bạn sẽ biết rằng năng lượng bề mặt của vật liệu bằng hoặc lớn hơn sức căng bề mặt của giải pháp đã áp dụng.

Trong trường hợp này, chúng ta nên thử nghiệm các giải pháp bề mặt có sức căng cao hơn để xác định giá trị năng lượng bề mặt của vật liệu.

Ngược lại, nếu giọt được hình thành, cần phải thử các dung dịch khác có giá trị sức căng bề mặt thấp hơn cho đến khi tìm được giá trị mà chất lỏng vẫn ở lại mà không rút lại trong hơn 2 giây.

Như một ví dụ, nếu đặt một giọt nước có sức căng bề mặt 72 dyne / cm và nhiệt độ 25^oC lên bề mặt mất dạng hình cầu và lan ra tạo màng, vật liệu sẽ có năng lượng bề mặt ít nhất là 72 dyne / cm.

Sức căng bề mặt <72 dyne / cm (trái) và sức căng bề mặt >=72 dyne / cm

Do đó, để đảm bảo liên kết chính xác của hai chất nền, cần phải có năng lượng bề mặt tối thiểu là 38 dyne / cm.

CHẤT NỀN XUNG ĐỘT

Như quan sát trong bảng dưới đây, chất nền dễ gây nhầm lẫn nhất thường là chất dẻo. Đặc biệt, polyethylene và polypropylene là những vật liệu phức tạp nhất.

VẬT LIỆU

NĂNG LƯỢNG BỀ MẶT

(dyne / cm)

Đồng

Nhôm

Thép không gỉ

Pha lê

Gỗ

Polycacbonate PC

Polyester

PET

Sơn Epoxy

Sơn polyurethane

ABS

PVC cứng nhắc

PVA

Polystyrene

EVA

Polyetylene (PE)

Polypropylene (PP)

1.103

840

700 – 1.100

250 - 500

40 - 50

41 - 48

35 – 42

30 - 31

29 - 31

Để tăng năng lượng bề mặt của các vật liệu nói trên, cần phải đưa chúng vào các phương pháp xử lý trước đó mà hiệu quả sẽ giảm dần theo thời gian. Do đó, lý tưởng nhất là năng lượng bề mặt ban đầu phải đủ cao (lớn hơn 44 dynes / cm) để tránh mọi vấn đề có thể phát sinh.

Sau khi tham khảo bài viết này, chúng ta sẽ biết rằng:

- Mỗi bề mặt và mỗi chất lỏng có một sức căng bề mặt riêng. Do đó, để đảm bảo độ bám dính tốt, sức căng bề mặt của vật liệu sẽ phải lớn hơn sức căng của chất kết dính.

- Sức căng bề mặt càng thấp thì chất kết dính sẽ càng phải tạo thành hình cầu, một dạng đảm bảo tỷ lệ diện tích hay thể tích càng thấp, do đó độ kết dính càng thấp.

- Năng lượng bề mặt của chất nền được liên kết càng cao thì độ bám dính càng lớn.

Khi chất nền của chúng ta sẽ dán có năng lượng bề mặt cao, điều đó có nghĩa là nó có khả năng thu hút lớn và chất kết dính nóng chảy hoặc chất kết dính gốc nước có sức căng bề mặt thấp, (hoặc tương tự khả năng chống biến dạng thấp hoặc vỡ), khi đó chất kết dính bị thấm ướt chính xác trên bề mặt sẽ xảy ra và nó sẽ tạo ra sự kết dính hiệu quả.

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về hai hiện tượng này, bạn có thể liên hệ với chúng tôi – Keo Công Nghiệp HMA. Chúng tôi sẽ cố gắng để giải quyết mọi vấn đề thắc mắc của bạn.