CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ BỀN TRÓC CỦA CHẤT KẾT DÍNH NÓNG CHẢY | HOT MELT ADHESIVE | 熱熔膠
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ BỀN TRÓC CỦA CHẤT KẾT DÍNH NÓNG CHẢY
Sau khi hai chất nền được kết dính bằng
chất kết dính nóng chảy, chúng sẽ bị hư hại bởi hai loại ngoại lực sau trong
quá trình bảo quản và sử dụng:
Một là phần cuối bị nâng lên hoặc thậm
chí bị xé ra do ứng suất bong tróc. Sự hư hỏng thường xảy ra gần bề mặt của chất
nền, chủ yếu bị hạn chế bởi lực Van der Waals trên bề mặt của chất nền và chất
kết dính.
Thứ hai là được thả lỏng bởi lực cắt
chất kết dính (lực giữ). Nó thường xảy ra bên trong chất kết dính và chủ yếu
được xác định bởi lực Van der Waals của chính chất kết dính, mà chúng ta thường
gọi là lực kết dính.
Lực đầu tiên chúng ta thường đặc
trưng cho chúng bằng giá trị của độ bền tróc, và lực thứ hai chúng ta sử dụng độ
lớn của độ rão cắt, tức là giá trị của lực giữ để đặc trưng cho chúng.
Định nghĩa độ bền tróc: đề cập đến
lực chống lại sự tách rời của bề mặt liên kết với bề mặt của chất nền sau khi sản
phẩm kết dính được kết dính bằng một ngoại lực thích hợp và đủ thời gian.
Phương pháp kiểm tra độ bền của vỏ
1. Kiểm tra vỏ 180° và 90°
Phương pháp thử nghiệm bóc vỏ 180° là
phổ biến nhất, thao tác thử nghiệm bóc vỏ đơn giản và thuận tiện, và kết quả thử
nghiệm ít bị phân tán. Do các điều kiện kiểm tra độ bền của vỏ có ảnh hưởng
lớn đến kết quả thử nghiệm, nên tất cả các quốc gia đã phát triển các phương
pháp thử nghiệm tiêu chuẩn hóa. Các tiêu chuẩn quốc gia ở Hoa Kỳ là ASTM
D1000-66 và ASTM D3330M, và các tiêu chuẩn thử nghiệm được phát triển bởi Hiệp
hội băng dính nhạy cảm áp suất Hoa Kỳ PSTC là PSTC-1 (băng keo một mặt) và
PSTC-3 (băng keo hai mặt). Tiêu chuẩn thử nghiệm Châu Âu là
AFERA4001. Tiêu chuẩn quốc gia của Nhật Bản là JIS ZO237-8. Tiêu chuẩn
phương pháp kiểm tra độ bền bong tróc 180° được xây dựng ở Trung Quốc là
GB2792-1998. Các điều kiện thử nghiệm và các yêu cầu quy định trong tiêu
chuẩn thử nghiệm của các quốc gia khác nhau không hoàn toàn nhất quán. Để
thúc đẩy trao đổi thương mại và kỹ thuật các sản phẩm kết dính giữa các quốc
gia trên thế giới, một số hiệp hội chất kết dính lớn trên thế giới đã phát triển
các tiêu chuẩn quốc tế cho phương pháp thử độ bền bong tróc 180°.
2. Kiểm tra T-peel
Nó chủ yếu được sử dụng để kiểm tra độ
bền vỏ của chất kết dính không nhạy cảm với áp lực và phương pháp này thường được
sử dụng để kiểm tra độ bám ban đầu của băng dính nhạy cảm với áp lực.
Nguyên nhân của sức mạnh vỏ
Độ bền tróc của các sản phẩm kết dính
nhạy cảm với áp suất không phản ứng là do lực Van der Waals được tạo thành bởi
lớp keo và bề mặt của chất nền, và giá trị độ bền cuối cùng là độ nhớt của vật
liệu composite bao gồm lớp kết dính, chất nền và chất kết dính. Tương quan có
nghĩa là, giá trị độ bền vỏ được kiểm tra cuối cùng không chỉ liên quan đến chất
kết dính mà còn liên quan đến chất nền và chất kết dính.
Kiểm tra độ bền tróc là một quá trình
rất phức tạp; giá trị độ bền tróc đạt được bằng thử nghiệm không chỉ là giá trị
độ bền tróc của chính chất kết dính mà còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như biến
dạng kéo của chính chất kết dính và biến dạng của nền trong quá trình thử nghiệm,
nó cũng liên quan đến chúng. Độ dày và điều kiện thử nghiệm, chẳng hạn như góc
bong tróc, tốc độ bong tróc, nhiệt độ thử nghiệm,…
Các loại hư hỏng trong quá trình kiểm tra vỏ
Khi thực hiện kiểm tra độ bong tróc,
chất kết dính thường không được bóc ra khỏi bề mặt của chất nền một cách trơn
tru như mong đợi, và nhiều loại hư hỏng sẽ xảy ra. Tùy thuộc vào loại hư hỏng,
thậm chí cùng một kết quả thử nghiệm có thể thể hiện các hiệu suất khác
nhau. Mẫu ngoại quan có thể có một trong sáu kiểu hư hỏng sau đây khi chịu
thử nghiệm bóc.
1. Kết dính giao diện thất bại
Dấu hiệu rõ ràng của lỗi giao diện
hoàn toàn là sản phẩm kết dính được tách sạch khỏi bề mặt của chất kết dính sau
khi bị bong tróc, và không có chất kết dính còn lại trên bề mặt của chất nền mà
bạn có thể quan sát bằng mắt thường, cũng như không có bất kỳ chất kết dính nào. Do
đó, chỉ giá trị bóc tách được đo khi xảy ra lỗi hoàn toàn giữa các bề mặt mới
có thể thực sự đặc trưng cho độ lớn của độ bám dính giữa các bề mặt.
2. Kết dính lớp kết dính thất bại
Nếu một lớp chất kết dính vẫn còn
trên bề mặt của chất kết dính và bề mặt sau khi bị bong tróc trong quá trình thử
nghiệm, thì đó là sự cố kết dính.
3. Lỗi giao diện lớp liên kết nền
Sau khi thử nghiệm được bóc ra, tất cả
các lớp kết dính vẫn còn trên bề mặt của vật liệu kết dính và không còn chất kết
dính nào có thể quan sát bằng mắt thường trên bề mặt nền.
4. Bị phá hủy bởi sự kết dính
Lỗi xảy ra bên trong lớp keo sau khi
bóc thử nghiệm. Ví dụ, băng BOPP thường được sử dụng bị bong ra sau khi
niêm phong, và hư hỏng thường xảy ra bên trong thùng, tức là hỏng kết dính.
5. Thất bại kết dính bề mặt
Sự cố bên trong của chất nền thử nghiệm
xảy ra sau lớp vỏ thử nghiệm. Khi kiểm tra băng xốp, thông thường sẽ thấy
rằng bản thân xốp đã bị hỏng.
6. Sự hư hỏng hỗn hợp
Hư hỏng hỗn hợp xảy ra khi bất kỳ hai
hoặc nhiều hơn năm hư hỏng trên xảy ra sau khi bóc thử nghiệm. Sản phẩm với
những mục đích sử dụng khác nhau sẽ yêu cầu những dạng hư hỏng khác nhau. Ví
dụ: đối với hầu hết các sản phẩm keo dán nhạy cảm với áp lực, hy vọng rằng nó sẽ
bị hỏng hoàn toàn về giao diện, nhưng hầu hết các chất kết dính nóng chảy muốn
nó bị phá hủy một cách cố kết bằng các miếng dán,…
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của vỏ
Khi kiểm tra độ bền bong tróc, giá trị
thu được không bằng độ bám dính giữa các bề mặt vì nó bị ảnh hưởng bởi các yếu
tố khác ngoài độ bám dính giữa các bề mặt.
Ảnh hưởng của các điều kiện thử nghiệm
đến độ bền của vỏ
(1) Ảnh hưởng của góc bóc
Một số lượng lớn các dữ liệu nghiên cứu
thực nghiệm cho thấy rằng góc bóc được sử dụng trong thử nghiệm bóc vỏ có ảnh
hưởng lớn đến giá trị độ bền vỏ đo được. Thử nghiệm cắt khi kéo điển hình
được thực hiện ở góc bóc 0° và giá trị thu được là cường độ cắt khi
kéo. Nói chung, độ bền kéo khi cắt lớn hơn nhiều so với độ bền của vỏ, và
với sự gia tăng của góc bóc, giá trị độ bền của vỏ thu được nhỏ dần. Giá
trị nhỏ nhất xuất hiện trong khoảng 120° - 150° và giá trị lớn nhất xuất hiện
trong khoảng 40° - 60°. Máy kiểm tra độ bong tróc có thể kiểm tra độ bền
tróc ở các góc độ khác nhau. Thông thường sử dụng 180° để kiểm tra tiêu
chuẩn.
(2) Ảnh hưởng của tốc độ bóc
Khi thử nghiệm, tốc độ bóc khác nhau
sẽ tạo ra các dạng hư hỏng khác nhau. Tốc độ bong tróc từ chậm đến nhanh,
và lớp kết dính chuyển từ trạng thái không kết dính sang lỗi bề mặt, và sau đó
giai đoạn tương đối trơn chuyển sang giai đoạn "dính trượt". Do
đó, các quốc gia đã đưa ra quy định nghiêm ngặt về tốc độ bóc khi xây dựng tiêu
chuẩn kiểm tra độ bền bóc 180°, tức là 30cm/phút. Tốc độ này chỉ đang
trong giai đoạn lột mịn.
(3) Ảnh hưởng của nhiệt độ thử nghiệm
Về lý thuyết, tất cả các chất kết
dính nóng chảy đều là nhớt dẻo, tuân theo nguyên tắc tương đương về thời gian -
nhiệt độ. Khi thử nghiệm độ bền tróc 180° được thực hiện ở các nhiệt độ
khác nhau, không chỉ các giá trị độ bền bóc đo được là hoàn toàn khác nhau, mà
các kiểu hỏng hóc cũng khác nhau. Sự thay đổi này của chất kết dính chủ yếu
được xác định bởi tính chất nhớt của chất kết dính. Vì vậy, các quốc gia
cũng đã đưa ra những quy định nghiêm ngặt về nhiệt độ trong công thức của tiêu
chuẩn kiểm tra độ bền vỏ 180°. Nói chung, nhiệt độ phòng là 23℃ ± 2.
(4) Ảnh hưởng của các điều kiện thử
nghiệm khác
Ngoài góc bong tróc, tốc độ bong tróc
và nhiệt độ thử nghiệm, các điều kiện khác trong thử nghiệm độ bền bong tróc,
chẳng hạn như tình trạng bề mặt của vật liệu được kết dính trước khi chuẩn bị mẫu,
lượng áp lực tác dụng để dán mẫu, phương pháp và thời gian ép, chuẩn bị mẫu, thời
gian đặt tiếp theo, nhiệt độ của vị trí đặt và độ ẩm môi trường trong quá trình
chuẩn bị mẫu, đặt và thử nghiệm,… tất cả đều có ảnh hưởng nhất định đến kết quả
kiểm tra độ bền của vỏ.
Ảnh hưởng của chất kết dính đối với độ bền của vỏ
1. Ảnh hưởng của độ dày lớp keo đến độ
bền của vỏ
2. Ảnh hưởng của độ bền kéo và mô đun
đàn hồi của chính chất kết dính.
3. Ảnh hưởng của phân cực phân tử chất
kết dính
4. Ảnh hưởng của khối lượng phân tử
chất kết dính và sự phân bố khối lượng phân tử
Ảnh hưởng của vật liệu ngoại quan đến độ bền của vỏ
Ảnh hưởng của vật liệu kết dính lên độ
bền vỏ của sản phẩm cao su chủ yếu do năng lượng bề mặt của chúng và độ nhớt của
vật liệu gây ra. Chất kết dính có khả năng thấm ướt khác nhau đối với bề mặt
của chất kết dính trên bề mặt vật liệu khác nhau, dẫn đến lực Van der Waals
khác nhau, và tất nhiên giá trị độ bền bong tróc đo được cũng khác nhau. Đối
với các sản phẩm keo dán nhạy cảm với áp suất nóng chảy, cường độ bóc tối đa ở
180° phù hợp với điều kiện nhiệt động lực học làm ướt tối ưu. Điều này
cũng trực tiếp cho thấy lực kết dính của chất kết dính chủ yếu đến từ lực Van
der Waals được hình thành giữa chất kết dính và vật liệu ngoại quan.
Thứ hai, độ nhám của bề mặt vật liệu
kết dính cũng có ảnh hưởng đáng kể đến độ bền của lớp keo. Điều này là do
bề mặt nhám làm tăng diện tích tiếp xúc với chất kết dính, đồng nghĩa với việc
tăng lực Van der Waals. Đồng thời, bề mặt gồ ghề dễ hình thành neo cơ học
và lực neo cơ học chủ yếu phụ thuộc vào lực Van der Waals của bản thân vật liệu
kết dính, lực này thường lớn hơn lực Van der Waals của bề mặt.
Ngoài năng lượng bề mặt và độ nhám bề
mặt, bản thân độ nhớt của vật liệu có ảnh hưởng lớn đến độ bền tróc của chất kết
dính. Đây cũng là một trong những lý do tại sao cường độ bóc đo được của
các sản phẩm kết dính ở các nhiệt độ khác nhau là khác nhau.
Nhận xét
Đăng nhận xét