La proprietà livellante dell'adesivo

Abstract:L'articolo analizza in dettaglio l'influenza della qualità della proprietà di livellamento dell'adesivo nel processo di laminazione.In aggiunta a ciò, menziona che invece di giudicare le prestazioni di livellamento giudicando se c'è"Macchie bianche" o "bolle": è la trasparenza dei prodotti laminati che potrebbe costituire il parametro di valutazione delle prestazioni di livellamento dell'adesivo.

1. Il problema delle bolle e il livellamento della colla

Macchie bianche, bolle e scarsa trasparenza sono problemi estetici comuni nella lavorazione dei materiali compositi. Nella maggior parte dei casi, i produttori di materiali compositi attribuiscono questi problemi a una scorretta livellatura dell'adesivo!

1.1Questa colla non è quella colla

I produttori di materiali compositi possono restituire ai fornitori i fusti di adesivo non aperti e non utilizzati, qualora ritengano che l'adesivo non si sia livellato correttamente, oppure presentare reclami o contestazioni ai fornitori stessi.

Va precisato che la colla considerata di scarsa capacità autolivellante è una "soluzione di colla" preparata/diluita dai clienti e avente una viscosità di un valore specifico. La colla restituita è il barattolo originale non aperto.

Questi due secchi di "colla" rappresentano concetti e cose completamente diversi!

1.2 Indicatori di valutazione per il livellamento della colla

Gli indicatori tecnici per valutare le prestazioni di livellamento dell'adesivo dovrebbero essere la viscosità e la tensione di bagnatura superficiale. O meglio, "la fluidità della colla" è una combinazione di "la fluidità della colla" e "la bagnabilità della colla".

A temperatura ambiente, la tensione superficiale di bagnatura dell'acetato di etile è di circa 26 mN/m.

La concentrazione originale (contenuto di solidi) degli adesivi poliuretanici a base solvente utilizzati nella lavorazione dei materiali compositi è generalmente compresa tra il 50% e l'80%. Prima di procedere alla lavorazione dei compositi, gli adesivi sopra menzionati devono essere diluiti fino a una concentrazione di lavoro di circa il 20%-45%.

Poiché il componente principale della soluzione adesiva diluita è l'acetato di etile, la tensione superficiale di tale soluzione sarà più vicina alla tensione superficiale dell'acetato di etile stesso.

Pertanto, purché la tensione di bagnatura superficiale del substrato composito utilizzato soddisfi i requisiti di base della lavorazione dei compositi, la bagnabilità dell'adesivo sarà relativamente buona!

La valutazione della fluidità di una colla si basa sulla viscosità. Nel campo della lavorazione dei materiali compositi, la cosiddetta viscosità (o viscosità di lavoro) si riferisce al tempo in secondi impiegato dalla colla per fuoriuscire dal viscosimetro, misurato utilizzando un modello specifico di viscosimetro. Si può quindi affermare che la colla preparata a partire da diverse qualità di colla di partenza ha la stessa "viscosità di lavoro" e che, di conseguenza, la "fluidità della colla" è la stessa!

A parità di altre condizioni, minore è la “viscosità di lavoro” del “fluido di lavoro” preparato con lo stesso tipo di adesivo, migliore sarà la sua “fluidità adesiva”!

Più nello specifico, per diverse qualità di adesivi, se il valore di viscosità della soluzione di lavoro diluita è di 15 secondi, allora la soluzione di lavoro preparata con queste qualità di adesivi ha la stessa "livellatura della colla".

1.3 La proprietà livellante della colla è una caratteristica del fluido di lavoro della colla

Alcuni alcoli non formano un fluido viscoso appena si apre il contenitore, ma piuttosto una sostanza gelatinosa priva di fluidità. Devono essere disciolti e diluiti con una quantità adeguata di solvente organico per ottenere la concentrazione e la viscosità desiderate della colla.

È ovvio che la capacità di livellamento della colla è una valutazione della soluzione di lavoro formulata a una specifica "concentrazione di lavoro", piuttosto che una valutazione della colla originale del barile non diluita.

Pertanto, è errato attribuire la scarsa uniformità della colla alle caratteristiche comuni di una determinata marca di colla in secchio!

2. Fattori che influenzano il livellamento dell'adesivo

Tuttavia, per la soluzione adesiva diluita, si riscontrano effettivamente delle differenze nel livello di acqua adesiva!

Come accennato in precedenza, i principali indicatori per valutare le prestazioni di livellamento del fluido di lavoro adesivo sono la tensione superficiale di bagnatura e la viscosità di lavoro. L'indicatore della tensione superficiale di bagnatura non mostra variazioni significative nell'intervallo di concentrazione di lavoro convenzionale. Pertanto, la causa principale di un livellamento adesivo inadeguato è che, durante il processo di applicazione, la viscosità dell'adesivo aumenta in modo anomalo a causa di determinati fattori, con conseguente riduzione delle sue prestazioni di livellamento!

Quali fattori possono causare variazioni nella viscosità della colla durante la sua applicazione?

Esistono due fattori principali che possono causare variazioni nella viscosità della colla: la temperatura e la concentrazione della colla.

In condizioni normali, la viscosità di un fluido diminuisce all'aumentare della temperatura.

Nei manuali d'uso forniti dalle diverse aziende produttrici di adesivi, vengono solitamente indicati i valori di viscosità della soluzione adesiva (prima e dopo la diluizione) misurati con un viscosimetro rotazionale o una coppa di viscosità a una temperatura del liquido di 20 °C o 25 °C (ovvero la temperatura della soluzione adesiva stessa).

Dal lato del cliente, se la temperatura di conservazione del contenitore originale di colla e diluente (acetato di etile) è superiore o inferiore a 20 °C o 25 °C, anche la temperatura della colla preparata sarà superiore o inferiore a 20 °C o 25 °C. Naturalmente, anche il valore di viscosità effettivo della colla preparata sarà inferiore al valore di viscosità indicato nel manuale. In inverno, la temperatura della colla preparata potrebbe essere inferiore a 5 °C, mentre in estate potrebbe essere superiore a 30 °C!

È importante notare che l'acetato di etile è un solvente organico estremamente volatile. Durante il processo di volatilizzazione, l'acetato di etile assorbe una grande quantità di calore dalla soluzione adesiva e dall'aria circostante.

Attualmente, la maggior parte delle unità di laminazione nelle macchine per materiali compositi sono aperte e dotate di dispositivi di aspirazione localizzata, pertanto una grande quantità di solvente evapora dal disco adesivo e dal cilindro. Secondo le osservazioni, dopo un periodo di funzionamento, la temperatura del fluido di lavoro della colla nella vaschetta può talvolta essere inferiore di oltre 10 °C rispetto alla temperatura ambiente circostante!

Man mano che la temperatura della colla diminuisce, la viscosità della colla aumenterà gradualmente.

Pertanto, le prestazioni di livellamento degli adesivi a base di solvente si deteriorano gradualmente con il prolungarsi del tempo di funzionamento dell'apparecchiatura.

In altre parole, se si desidera mantenere la stabilità dell'adesivo autolivellante a base solvente, è necessario utilizzare un regolatore di viscosità o altri mezzi simili per mantenere stabile la viscosità dell'adesivo durante l'intero processo di applicazione.

3. Indicatori di valutazione per risultati corretti di livellamento della colla

La valutazione del risultato di livellamento della colla dovrebbe essere una caratteristica del prodotto composito in una fase specifica, e il risultato di livellamento della colla si riferisce al risultato ottenuto dopo l'applicazione della colla. Proprio come la "velocità massima di progetto" di un'auto è una caratteristica del prodotto, la velocità di guida effettiva del veicolo su strada in condizioni specifiche è un altro risultato.

Una buona autolivellatura della colla è la condizione fondamentale per ottenere buoni risultati di livellamento. Tuttavia, una buona capacità autolivellante della colla non si traduce necessariamente in buoni risultati di livellamento, e anche se la colla ha una scarsa capacità autolivellante (ad esempio, un'elevata viscosità), è comunque possibile ottenere buoni risultati di livellamento in determinate situazioni.

4. Correlazione tra i risultati della livellatura della colla e i fenomeni di “macchie bianche” e “bolle”

Macchie bianche, bolle e scarsa trasparenza sono alcuni dei risultati indesiderati che si possono riscontrare nei prodotti compositi. Le cause di questi problemi sono molteplici e una scarsa livellatura della colla è solo una di queste. Tuttavia, la causa di una scarsa livellatura della colla non è da attribuirsi esclusivamente a una livellatura non uniforme!

Una scarsa livellatura della colla potrebbe non necessariamente causare "macchie bianche" o "bolle", ma può compromettere la trasparenza del film composito. Se la micro-planarità del substrato composito è scarsa, anche con una buona livellatura dell'adesivo, sussiste comunque la possibilità di "macchie bianche e bolle".