Összetétel
A ragasztók és a tömítőanyagok összetett készítmények, amelyeket az aljzatok megkötésére vagy a hézagok vagy rések szigetelésére használnak. Különböző formájúak, de általában diszperziók, amelyek polimer anyagokat vagy kötőanyagokat, felületaktív anyagokat és oldószereket tartalmaznak. A ragasztók lehetnek reakcióképes vagy nem reagálóak. Reaktív ragasztók esetében az adhézió indukálható két vagy több reaktív alkotóelem összekeverésével, például egy epoxi-gyantával és keményítővel, vagy külső ingerekkel, például UV-sugárzás, hő vagy nedvesség hatására. Nem reaktív ragasztók esetén az adhéziót fizikai stimulusok, például nyomás vagy oldószer párolgás indukálják. Tömítőanyagok esetében az elsődleges funkció az illesztések vagy rések tömítése és a nedvesség, oldószerek vagy gázok behatolásának megakadályozása a rendszerben vagy alkatrészben, bár sok tömítőanyagnak több funkciója is lehet.
A legtöbb ragasztó és tömítőanyag polimer anyagokból áll, vagy monomereket vagy oligomereket tartalmaz, amelyek a reakciót követően térhálós polimer hálózatot képeznek. Következésképpen ezen komponensek molekulatömege és molekulaszerkezete kritikus az anyag tulajdonságai szempontjából mind a tapadás előtt, mind az után. Számos ragasztó és tömítő készítmény kétfázisú rendszer, amely diszpergált polimert tartalmazó emulziókat vagy tömítés esetén diszpergált szilárd anyagokat tartalmaz. Mindkét esetben a részecskeméret és a cseppméret kritikus lehet a termék teljesítménye szempontjából.
Bárki, aki ragasztókat és tömítőanyagokat kíván használni, szembe kell néznie a megfelelő anyagválasztás, valamint a megfelelő folyamatok meghatározásának nagy kihívásával. A ragasztónak vagy a tömítőanyagnak áramolnia kell a hordozó felületére, majd folyékony folyadékról szerkezeti szilárd anyaggá kell válnia anélkül, hogy az ízületben káros belső feszültségeket hozna létre. A ragasztással vagy tömítéssel járó problémák nagy része nem az anyag vagy a hézag megválasztásának rossz oka, hanem közvetlenül a hibás gyártási technikákkal kapcsolatos, amelyeknek általában nincs megfelelő folyamatirányítása.
Miért fontos a viszkozitás mérése a készítmények előkészítése során?
Sokféle ragasztó- és tömítőanyag van, amelyeket figyelembe kell venni a gyártási folyamat megkezdésekor. A viszkozitás gondos megfontolása segít kiválasztani a megfelelő anyagot mind a termék megtervezéséhez, mind a gyártáshoz szükséges gyártási folyamathoz.
A modern ragasztók gyakran olyan összetett készítmények, amelyek speciális funkciókat látnak el. Az alapanyagok felhasználható ragasztó-ragasztó és -tömítő rendszerekké alakítása önmagában a technológia széles területe. A ragasztók és a tömítőanyagok különféle formákban állíthatók elő: egy- és kétrészes folyadékok, oldószer-alapú oldatok, víz-alapú emulzió, hordozott vagy nem támogatott film, előre formált pellet vagy alakított sajtolás, valamint számos más forma. A formulázási lehetőségek és a végfelhasználási formák sokfélesége jelzi a ragasztók és tömítőanyagok fejlett fejlettségi szintjét.
A viszkozitás (és a reológia) az egyik legfontosabb paraméter a ragasztók gyártásában és feldolgozásában. A további bejövő anyagokat viszkozitással kell ellenőrizni használat előtt (pl. Adagolórendszerben). Különféle oldószerek, oldható szerek, gyantás porok vagy inert töltőanyagok használhatók a ragasztó viszkozitásának szabályozására. A ragasztórendszerek viszkozitását az alkalmazástól és az üzemeltetési környezettől függően szükség lehet növelni vagy csökkenteni.
- A viszkozitás-szabályozás az egyik módszer, amelyet általában alkalmaznak a termék és kötés vonalvastagságának állandó megtartására. sűrítők és tixotróp szereket használnak a ragasztóvezeték megfelelő vastagságának fenntartására a viszkozitás beállításával.
- Az áramlási jellemzőket a következők beépítésével lehet szabályozni: töltőanyagok, kefe vagy szövött szalagok, mint '' belső alátétek '' felhasználásával a ragasztóban, vagy a kikeményedési ciklus gondos szabályozásával. A ragasztók viszkozitásának és egyéb tulajdonságainak a szabályozására töltőanyagokat tartalmaznak.
- A levegőbejutás a kudarc forrását jelentheti, különösen kis alkalmazások esetén. A levegő eltávolítása a rendszerből az alkalmazás előtt szükséges feldolgozási lépés lehet. A légrések megakadályozhatják, hogy a ragasztó teljes mértékben érintkezzen a hordozó felületével, ami csökkent szilárdsághoz vezethet. A hígítók csökkenti a viszkozitást és csökkenti az időt, amíg a ragasztók hatékonyan nedvesítik az alapot. A csökkentett viszkozitás elősegíti a beragadt levegő eltávolítását és elősegíti a ragasztó kapilláris hatását az aljzat felületén esetleges pórusok és üregek kitöltésekor. Hígítószerek, különösen nem reagált folyékony gyanták hozzáadása azonban általában alacsonyabb keresztkötési sűrűséget eredményez, ami viszont csökkent magas hőmérsékleti szilárdságot és alacsonyabb környezeti ellenállást eredményezhet.
- Keverési arány sok két részből álló anyag komoly probléma lehet. Egyes rendszerek nagyon érzékenyek a keverési arány kisebb változásaira. Számos anyag sztöchiometrikusan kiegyensúlyozott, és az aránytalan keverék miatt az anyag hibásan kikeményedhet és / vagy nem működik az optimális képességeinél. Egyes anyagok, amelyek nem olyan érzékenyek a keverési arányra, kissé eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek, ha az arány változik. Azok az anyagok, amelyek kikeményednek egy aránytalan keverékkel, kissé eltérhetnek a kész keménységtől és a szakítószilárdságtól, így biztosítva a végső teljesítményt. Alternatív megoldás a keverési arány tekintetében a szigorú követelmények teljesítésére lehet a viszkozitás folyamatos monitorozása a keverési folyamat során, és a különféle alkatrészek / anyagok mennyiségének szabályozása a kívánt áramlási jellemzőktől függően.
- A kétrészes ragasztók keverése alapvető folyamatfunkció, de elengedhetetlen, hogy ezek a ragasztók megfelelően működjenek. A nem elegendő keverék részleges kémiai reakciót eredményezhet, amely részleges kikeményedéshez vezet. A nem elegendő módon kikeményített anyag valószínűleg gyenge kötési szilárdságot és alacsonyabb fizikai tulajdonságokat eredményez. Az eredeti tartály keverése szintén nagyon fontos lehet. Töltőanyagok vagy más alkotóelemek leülepedhetnek. Biztosítása a homogén keverék Az összetevők keverése előtt (két részre) elengedhetetlen a maximális tulajdonságok eléréséhez. A viszkozitásmérés a keverék több pontján segítheti a homogenitás monitorozását és szabályozását az alkalmazás kívánt szintjére.
Egyes ragasztók lassú és kritikus feldolgozási igényei komoly hátrányok lehetnek, különösen a nagy volumenű gyártási műveletek során. Ha a ragasztó több összetevőből áll, az alkatrészeket gondosan meg kell mérni és össze kell keverni. A beállítási művelet gyakran hőt és nyomást igényel. A hosszadalmas beállítási idő miatt a szerszámok és a felszerelések szükségesek az összeszereléshez. Szigorú folyamatszabályozásra is szükség van, mivel a tapadási tulajdonságok a kikeményedési paraméterektől és a felület előkészítésétől függnek. A kész illesztések minőségellenőrzése szempontjából nagyon nehéz. Ez megköveteli a teljes ragasztási folyamat szigorú ellenőrzését is az egységes minőség biztosítása érdekében. A roncsolásmentes vizsgálati technikák nem képesek kvantitatív módon megjósolni az ízületek szilárdságát.
Viszkozitásmérés a tesztelés során
A tesztelés rendkívül kritikus funkció a ragasztó- és tömítőanyag-iparban több okból. Nem lehet megbízhatóan megjósolni a hézag tulajdonságait, kizárólag a ragasztó, az alap és az illesztés paraméterei alapján. A ragasztóviszkozitás azt jelzi, hogy a termék mennyire könnyen szivattyúzható vagy felületére terjeszthető. Felfedik az információkat, valamint a folyadék beállítási sebességét és felületi feszültségét, amelyek relevánsak a ragasztó nedvesítési tulajdonságaival, és információkat tartalmaznak a ragasztó korának és összetételének vonatkozásában. A szabadon folyó ragasztók vagy tömítőanyagok viszkozitásmérése általában az ASTM D 1084-ben ismertetett alábbi módszerek egyikén alapszik. A ragasztó- és tömítőanyag-vizsgálatokat különféle okokból végzik. Ezek szoktak:
- Válasszon az anyagok vagy folyamatok közül, mint például ragasztó, ragasztó vagy kötés;
- Ellenőrizze a gyártási anyagok minőségét, hogy megbizonyosodjon arról, hogy azok nem változtak-e azóta, hogy utoljára ellenőrizték őket a ragasztási folyamatban való felhasználásuk céljából.
- Erősítse meg a ragasztási eljárás hatékonyságát, például a felület tisztítását vagy kikeményítését; vagy
- Vizsgálja meg azokat a paramétereket vagy folyamatváltozókat, amelyek mérési különbségekhez vezethetnek a kötés teljesítményében
A ragasztók és a tömítőanyagok tesztelésének két általános kategóriája van: alapvető tulajdonsági vizsgálatok és a végső felhasználási tesztek. Az alapvető tulajdonságok vizsgálatát, például a viszkozitás vizsgálatát általában alkalmazzák a bejövő ragasztó vagy szubsztrátum konzisztenciájának felmérésére, miután az ízületi rendszert egy adott alkalmazásban megfelelőnek bizonyították. Az alapvető tulajdonságok tesztelését gyakran hiba vagy megmagyarázhatatlan esemény bekövetkezése után végzik annak meghatározására, hogy a bekövetkező anyag megváltozása lehetett-e a lehetséges bűnös. Számos szabványos ragasztó- és tömítőanyag-tesztet határozott meg az Amerikai Vizsgálati és Anyagszövetség (ASTM) és más szakmai szervezetek, például az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma és az Autómérnökök Társasága.
A beérkező anyagok minőség-ellenőrzése: Szükség lehet a beérkező ömlesztett termék házon belüli tesztelésére az alapvető tulajdonságok szempontjából. Ezek az ellenőrzések általában a fizikai és kémiai tulajdonságok értékeléséből állnak, mint például: szín, viszkozitás, szilárd anyag százaléka, gallonra eső tömeg, fazékidő, nyitott idő és áramlás. A rendkívül magas hibaarány a gyenge kivitelezés vagy a tapadás megértésének hiánya. A specifikációk a minőség-ellenőrzési program szükséges részét képezik. A leírás egyszerűen kimondja azokat a követelményeket, amelyeknek a ragasztóanyagnak, a tömítőanyagnak vagy az eljárásnak meg kell felelnie annak érdekében, hogy a felhasználást elfogadhassák.
A ragasztók lehetnek egykomponensűek, de gyakran két összetevőből állnak, a gyantából és az edzőből. Az összes komponenst külön és a vegyes terméket viszkozitással kell megvizsgálni. A ragasztók és tömítőanyagok alapvető anyagtulajdonságainak jellemzésére szolgáló standard tesztek egyike a következő:
- ASTM D1084 Ragasztók viszkozitása
- ASTM D2556 A ragasztó látszólagos viszkozitása nyírási sebességtől függő áramlási tulajdonságokkal
- ASTM D3236 Forró olvadékragasztók és bevonó anyagok viszkozitása
Viszkozitás menedzsment a szállító rendszerekben
Mind autóipari, mind általános gyártási célokra ezeket az új ipari ragasztókat sokféle ragasztószállító rendszerrel alkalmazzák. Ezek a teljesen robotos alkalmazási rendszerek - amelyek gyorsan, pontosan és folyamatosan mért ragasztóanyagot visznek fel egy munkadarabra, például egy alapozatlan testpanelre vagy szélvédőre -, a fegyver alapú applikátor rendszerekkel, amelyeket az üzem dolgozói használnak kézi ragasztóanyagra a panelekre és alkatrészekre gyártósori összeszerelés során. Az anyagáram és a szemcsék egyenletesebb áramlásának elérése érdekében a szivattyútól folyadék viszkozitásszabályozók adhatók.
A reológia és a viszkozitás a tömítőanyagok és ragasztók legfontosabb jellemzői, amelyeknek folyadékszerű tulajdonságokkal kell rendelkezniük (folyniuk kell) az alkalmazásukhoz, ugyanakkor elegendő „tapadással” kell rendelkezniük ahhoz, hogy az aljzathoz tapadjanak vagy összekapcsolódjanak - ez a viselkedés viszkoelasztikus tulajdonságok befolyásolják. A felhordás után a legtöbb anyagot úgy tervezik, hogy folyadék-szilárd átmeneten menjen át annak érdekében, hogy robusztus tömítést vagy ragasztókötést hozzon létre. Az alacsony viszkozitású ragasztóknál a viszkozitás fontos a ragasztófelületek behatolásához és a ragasztási résbe való beáramláshoz. A nagy viszkozitású ragasztóknál a megfelelő viszkozitásra van szükség a nagyobb hézagok áthidalásához és annak megakadályozásához, hogy a felületen kis résekbe és pórusokba áramoljon.
A viszkozitás az áramlási jellemzők mérése, és szabályozása az egyik legfontosabb művelet a ragasztók és a tömítőanyag szállító lépései során. Az iszap viszkozitása kritikus szempontjának kulcsfontosságú pontjai:
- A viszkozitás mérésével észlelhető a sűrűség, a stabilitás, az oldószer-tartalom és a molekulatömeg változása. A viszkozitás a részecskeméret-eloszlása. A szemcseméret-eloszlás változásai befolyásolhatják a tulajdonságokat, beleértve a sűrűséget, a reológiát és a bevonat vastagságát. Az érintett tulajdonságok a következők kémiai ellenállás, hőjellemzők, ütésállóság, zsugorodás, rugalmasság, használhatóság és szilárdság. A ragasztók és tömítőanyagok megfelelő tulajdonságainak a megfelelő felhasználáshoz történő alkalmazásához elengedhetetlen a viszkozitás folyamatos ellenőrzése és a készítmény szükséges módosításai.
- A viszkozitás folyamatos figyelemmel kísérése és ellenőrzése elengedhetetlen a környezeti tényezőkből adódó szállítási problémák felismerése és elkerülése érdekében - a hőmérséklet, a nedvesség szintje, a szén-dioxid, a pH és az oxigén, egyéb vegyi anyagok mellett, káros hatással lehetnek a ragasztókra és a tömítőanyagokra.
Annak érdekében, hogy egységes alkalmazásra kerüljön az anyag, és ne pazaroljon anyagokat és optimalizáljuk az energiafelhasználást, nagyon kívánatos, hogy a viszkozitást automatikusan lényegében állandó értékre állítsák be. Valós idejű, in-line viszkozitásfigyelés és -szabályozás nélkülözhetetlen javítja a teljesítményt és csökkenti a költségeket a ragasztók és tömítőanyagok szinte minden formázási és szállítási folyamatában. A folyamatüzemeltetők felismerik egy olyan viszkoziméter szükségességét, amely megfigyeli a viszkozitást és a hőmérsékletet, és a hőmérséklet-kompenzált viszkozitást használhatja kulcsfontosságú folyamatváltoztatóként a következetesség biztosítása és a hibák csökkentése érdekében.