Bosimga sezgir yopishtiruvchi moddalar kimyosi

Bosimga sezgir yopishtiruvchi moddalar kimyosi bosimga sezgir yopishtiruvchi moddalar (BSYM) bilan bog'liq kimyoviy fanni tavsiflaydi. BSYM lentalari va teglar kundalik hayotning muhim qismiga aylandi. Ular qog'oz yoki plastmassa plyonka kabi tayanchga yopishtirilgan yopishtiruvchi materialga tayanadi.

Yopishqoq materialning o'ziga xos yopishqoqligi va past sirt energiyasi tufayli, bu lentalar qog'oz, yog'och, metall va keramika kabi yengil bosim qo'llanilganda turli xil substratlarga joylashtirilishi mumkin.

Lentalar dizayni uzoq umr ko'rish va atrof-muhit va insonning turli ta'sirlariga, jumladan harorat, UV ta'siriga, mexanik asınmaya, substrat yuzasining ifloslanishiga va yopishtiruvchi degradatsiyaga moslashishga bo'lgan ehtiyojning muvozanatini talab qiladi.

Tarkibi

Oddiy BSYM tasmasi bosimga sezgir yopishtiruvchi (lentaning yopishqoq qismi) qo'llab-quvvatlovchi materialdan iborat. Rulonga o'ralgan holda yopishtiruvchi tayanchga yopishib qolmasligi uchun, tayanchga ajratuvchi vosita qo'llaniladi yoki yopishtiruvchi ustiga bo'shatish plyonkasi qo'yiladi. Ba'zida yopishtiruvchi va tayanch o'rtasida bog'lanishni kuchaytiradigan primer qoplanadi.

Umumiy yopishtiruvchi moddalar

1-jadval: Lenta yopishtiruvchi moddalarda ishlatiladigan tipik akrilat monomerlarining shisha o'tish harorati va sirt energiyalari

Modda	${T_{g}}$ (K)	$\gamma$ (${mJ \over m^{2}}$)
2-etilgeksil akrilat	223	29,7
n-butil akrilat	219	32,8
metil akrilat	286	39,8
t-butil metakrilat	503	30,5

Tuzilishi

Bosimga sezgir yopishtiruvchi moddalar viskoelastik polimerlar bo'lib, ularning reologiyasi kerakli bog'lanish va bog'lanish xususiyatlariga moslashtirilgan. Yopishqoqni tayyorlash uchun ishlatiladigan odatiy materiallar:

• akrilat polimeri
• kauchuk, tabiiy kauchuk yoki sintetik termoplastik elastomer
• silikon kauchuk
• va boshqalar

Bu materiallar ko'pincha xona haroratida doimiy yopishtiruvchi ("tutish kuchi") hosil qilish uchun yopishqoq bilan aralashtiriladi, biroz deformatsiyalanadi, past sirt energiyasiga ega va namlikka chidamli. Ushbu talablarni qondirish uchun bu materiallar odatda o'zaro bog'lanish zichligi past, yopishqoqlik ($\eta$<10,000 cP), va keng molekulyar og'irlik taqsimoti ostidagi substratning qo'pol yuzasiga yopishtiruvchi materialning deformatsiyasini ta'minlash uchun har xil harorat va qobiq sharoitlari kerak bo'ladi.

Ko'pincha yopishtiruvchi ikkita komponentni o'z ichiga oladi: yuqori yopishqoq va past yopishqoq material. Yuqori yopishqoq material past shisha o'tish harorati va yuqori aralashadigan molekulyar og'irligiga ega polimer bo'lsa, past yopishqoq polimer yuqori shisha o'tish haroratiga va past molekulyar og'irlikka ega. Yuqori yopishqoq material yelimning taxminan 95% ni tashkil qiladi va yopishqoqlikning asosiy qismini ta'minlaydi. Ushbu 2 komponentga qo'shimcha ravishda, sirt faol moddalar ko'pincha yopishtiruvchi sirt energiyasini kamaytirish va yuqori sirt energiyali substratlarga (metalllar, boshqa polimerik materiallar) yopishishni osonlashtirish uchun qo'shiladi. Odatda akrilat monomerlari ro'yxati va ularning shisha o'tish harorati (${T_{g}}$) va sirt energiyalari ($\gamma$) Jadvalda ko'rsatilgan. $T_{g}$ Akrilat monomerlarining ikkilik yopishtiruvchi aralashmasi Gordon-Teylor tenglamasi yordamida baholanishi mumkin. ${\phi _{1}}$ va ${\phi _{2}}$ shisha o'tish haroratiga ega bo'lgan gomopolimerlarning hajm ulushlari ${T_{g,1}}$ va ${T_{g,2}}$, mos ravishda.

${T_{g}}={\phi _{1}T_{g,1}}+{\phi _{2}T_{g,2}}$ [Gordon-Teylor tenglamasi]

Ishlab chiqarish

Yopishqoq lentalarda ishlatiladigan poliakrilatlar erkin radikal polimerizatsiya orqali osongina sintezlanadi. Bu polimerizatsiyalar azo va peroksid asosidagi inisiatorlar yordamida termal yoki fotokatalitik tarzda boshlanishi mumkin. Bunday polimerizatsiya odatda suvga chidamli, bir xil qoplama hosil qilish uchun erituvchida amalga oshiriladi. Suv o'tkazuvchan yopishtiruvchi moddalar ishlatilmaganligi sababli, yopishtiruvchi moddalar emulsiya polimerizatsiyasi bilan sintez qilinmaydi, bu esa suvni yopishtiruvchiga kiritadi.

Umumiy komponentlar

Qo'llab-quvvatlash

Yopishtiruvchi mustahkamlikni ta'minlash va yelimni atrof-muhit ta'sirida degradatsiyasidan himoya qilish uchun qog'oz, folga, mato yoki plastmassa plyonka (masalan, ikki tomonlama yo'naltirilgan polipropilen yoki polivinilxlorid) namlik, harorat va ultrabinafsha nurlar kabi omillarga moslashuvchan materialga (qo'llab-quvvatlash) qoplanadi.. Qo'llab-quvvatlovchi kuchlanish, cho'zilish, qattiqlik va yirtiqqa chidamlilik lentadan maqsadli foydalanishga mos kelishi mumkin. Yopishtiruvchi sirt muolajalari, primerlar, isitish yoki UV bilan davolash orqali tayanchga bog'lanishi mumkin.

Qoplamani bo'shatish

Lentani o'rash va yechish imkonini berish uchun, tayanch lentaning o'ziga yopishib qolishiga yoki ikkita yopishqoq qatlamning (ikki tomonlama lenta) yopishishiga biroz to'sqinlik qiladigan bo'shatish vositasi bilan qoplangan. Bunga yopishtiruvchi-qo'llab-quvvatlovchi yoki yopishtiruvchi-yopishqoq interfeysdagi qulay o'zaro ta'sirlarni osongina olib tashlash yoki ikkala sirtni bir-biriga aralashmaydigan qilib qo'yish imkonini beruvchi materialdan foydalanish orqali erishiladi. Poliakrilat asosidagi yopishqoq lentalarda ishlatiladigan ikkita keng tarqalgan material ftorsilikonlar va vinil karbamatlardir. Ftorsilikonlar poliakrilatlar asosidagi yopishtiruvchi bilan aralashmaydi, vinil karbamatlarning uzun dumlari esa yuqori kristalli tuzilmani hosil qiladi, unga yopishtiruvchi kirmaydi. Bundan tashqari, peeling paytida ftorsilikon bo'shatish qoplamalari ovoz chiqarmaydi, vinil karbamatlar esa baland tovushlar chiqaradi.

Yopishtiruvchi interfeys

Plastmassa plyonkalar sirtni korona bilan ishlov berish yoki plazma bilan ishlov berish yo'li bilan o'zgartirishi mumkin, bu esa yopishtiruvchi moddalarni yopishtirish imkonini beradi. Ushbu maqsadlar uchun primer qatlami ham ishlatilishi mumkin. Ba'zi tayanchlarni yopishtiruvchi qoplamadan oldin muhrlab qo'yish yoki boshqacha ishlov berish kerak. Bu, ayniqsa, yopishtiruvchiga yangi materiallarning kiritilishi yelimning ishlashini buzishi mumkin bo'lgan hollarda juda muhimdir.

Ilova

Bosimga sezgir yopishqoq lentalar odatda substrat bilan bog'lanishni ta'minlash uchun yengil bosim talab qiladi. Ushbu past bosim talabi bosimni qo'llash uchun oddiygina barmoqlar yoki qo'llar yordamida yuzalarga oson surtish imkonini beradi. Lentaga qo'llaniladigan bosim lentaning sirt bilan yaxshiroq aloqa qilishiga imkon beradi va ikkalasi o'rtasidagi jismoniy kuchlarning to'planishiga imkon beradi. Odatda, qo'llash bosimining oshishi yelimning substrat bilan bog'lanishini oshiradi. BSYM lenta laboratoriya sinovi ko'pincha 2 kg rolik bilan sinov bir xilligini oshirish uchun o'tkaziladi. BSYMlar o'zlarining yopishqoqligini xona haroratida saqlab turishga qodir va yuzalarga kuchli yopishtiruvchi kuchlarni ta'minlash uchun suv, erituvchilar yoki issiqlik faollashtirish kabi qo'shimchalardan foydalanishni talab qilmaydi. Shu tufayli BSYM qog'oz, plastmassa, yog'och, sement va metall kabi turli sirtlarga qo'llanilishi mumkin. Yopishtiruvchi moddalar yopishqoq tutqichga ega va shuningdek, elastik bo'lib, BSYMlarni qo'lda ishlov berish va hech qanday qoldiq qoldirmasdan sirtdan olib tashlash imkonini beradi.

Atrof-muhit omillari

Ko'pgina BSYlar 59-95 °F atrofida o'rtacha haroratlarda foydalanish uchun eng mos keladi.   Ushbu harorat oralig'ida odatdagi yopishtiruvchi moddalar yopishqoq va elastik harakatda muvozanatni saqlaydi, bu yerda optimal sirt namligiga erishish mumkin. Haddan tashqari yuqori haroratlarda lenta boshidan ko'ra ko'proq cho'zilishi mumkin. Bu sirtga qo'llanilgandan keyin muammolarga olib kelishi mumkin, chunki harorat tushib qolsa, lenta qo'shimcha stressga duch kelishi mumkin. Bu lenta aloqa maydonining bir qismini yo'qotishiga, uning kesishish yopishish qobiliyatini yoki ushlab turish kuchini pasaytirishiga olib kelishi mumkin. Pastroq haroratlarda yopishqoq polimerlar qattiqroq va qattiqroq bo'lib, lentaning umumiy elastikligini pasaytiradi va shisha kabi reaksiyaga kirisha boshlaydi. Pastroq elastiklik yelimlarning sirt bilan aloqa qilishini qiyinlashtiradi va uning namlanish qobiliyatini pasaytiradi. Sovuqroq haroratlarda yopishqoqlikni saqlab qolish uchun yopishtiruvchi formuladan foydalanish mumkin yoki lentada ko'proq yopishtiruvchi qoplama kerak bo'lishi mumkin. Shishaning o'tish haroratini pasaytirish va egiluvchanligini saqlab qolish uchun, yopishtiruvchi moddalarning tayanchi ham plastiklashtirilishi mumkin.

Substrat-yopishqoqlik shartlari

Bog'lanish kuchi

Substratning sirt energiyasi yopishqoqning yuzaga qanchalik yaxshi bog'lanishini hal qiladi. Past sirt energiyasiga ega bo'lgan substratlar yopishtiruvchi moddalarning namlanishiga to'sqinlik qiladi, yuqori sirt energiyasiga ega bo'lgan substratlar esa yopishtiruvchi moddalarning o'z-o'zidan namlanishiga imkon beradi. Yuqori energiyaga ega bo'lgan sirtlar yopishtiruvchi bilan ko'proq o'zaro ta'sirga ega bo'lib, uning tarqalishiga va uning aloqa maydonini oshirishga imkon beradi. Sirt energiyasi past bo'lgan sirtlar sirt energiyasini oshirish uchun toj yoki olov bilan ishlov berishdan o'tishi mumkin. Biroq, sirt yuqori energiyaga ega bo'lsa ham, sirtdagi ifloslantiruvchi moddalar elimning sirt bilan bog'lanish qobiliyatiga xalaqit berishi mumkin. Chang, qog'oz va yog'lar kabi ifloslantiruvchi moddalarning mavjudligi yopishtiruvchi moddalar bilan aloqa qilish maydonini kamaytiradi va yopishtiruvchi moddalarni yopishtiruvchi kuchini pasaytiradi. Agar ifloslantiruvchi moddalar mavjud bo'lsa, sirtni benzol, spirt, ester yoki ketonlar kabi tegishli hal qiluvchi bilan tozalash kerak bo'lishi mumkin. To'qimalarga ega bo'lgan yuzalar, shuningdek, yopishtiruvchi yopishtiruvchi kuchini ham kamaytirishi mumkin. To'qimalar notekis sirt hosil qiladi, bu esa yopishtiruvchi moddalarning sirt bilan aloqa qilishini qiyinlashtiradi va bu uning namlanish qobiliyatini pasaytiradi. Har qanday shakldagi suv yoki namlik sirt yopishishini kamaytiradi va lenta yopishqoqligini kamaytiradi. Namlikni har qanday jismoniy yoki kimyoviy usullar bilan ham sirtdan olib tashlash mumkin. Shu bilan birga, kremniy asosidagi namlikni olib tashlash ham yopishqoqlikni pasaytiradi va shuning uchun muvaffaqiyatsizlikka olib keladi.

Hayot paytida

Yopishqoq lentaning termal kengayishi / qisqarishi tufayli mavjud bo'lgan kuchlarning sxemasi

Bosimga sezgir yopishtiruvchi butun umri davomida bir qator sharoitlarni boshdan kechiradi. Ushbu shartlar lentaning quyidagi qismlaridan biriga ta'sir qiladi: sirt yoki massa. Sirt butun umri davomida atrof-muhitga ta'sir qiladigan lentaning faqat bir qismidir. Ommaviy - bu lenta yuzasi ostidagi hamma narsa, ya'ni substrat va lentaning yopishqoq qismi o'rtasida yuzaga keladigan o'zaro ta'sirlar.

Yuzaki ta'sir qilish shartlari

Lenta yuzasida turli xil haroratlar, namlik darajasi, UV ta'siri darajasi, mexanik eskirish yoki hatto sirtga ta'sir qilgan yopishqoqning degradatsiyasi kabi turli xil sharoitlarni boshdan kechiradi. Katta qismi mexanik eskirish va yopishtiruvchi degradatsiyani boshdan kechirsa-da, bu ta'sirlar sirt ichida bo'lgani kabi keng tarqalgan yoki katta hajmda emas. Lentaning turli xil sharoitlarga munosabati, asosan, yopishtiruvchi va qo'llab-quvvatlovchi kompozitsiyaga, shuningdek, Shisha o'tish harorati va yopishqoqlik kuchiga bog'liq bo'lgan yopishtiruvchi-substrat o'zaro ta'siri kabi yopishqoq xususiyatlarga bog'liq.

Atrof-muhit sharoitlari

Atrof-muhitdagi ko'plab omillar yopishqoq lenta sirtining osilmasiga ta'sir qilishi mumkin. Hatto tez o'zgaruvchan atrof-muhit sharoitlari istiqboli substratda nosozlikni keltirib chiqarish uchun yetarli bo'lishi mumkin. Masalan, tez sovutish substratning keskin qisqarishiga olib kelishi mumkin, shu bilan birga yopishtiruvchi harakatsiz qoladi. Ushbu tortish kuchi substratning yopishishini kamaytiradigan taglikning yirtilishiga olib kelishi uchun yetarli bo'lishi mumkin. Shunday qilib, substratning buzilishi substratning turli xil atrof-muhit sharoitlariga javob berishiga, shuningdek, ushbu shartlarning o'zgarishi tezligiga bog'liq. Mo'tadil sharoitda qo'llaniladigan yopishqoq lenta, issiq cho'lda qo'llaniladigan haroratga qaraganda kichikroq harorat oralig'ini boshdan kechiradi. Substratning ishdan chiqishi asosan harorat o'zgarishiga bog'liq, chunki ular yuzaga kelishi va substratga har qanday katta ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Biroq, agar substrat u uchun mo'ljallanmagan muhitda qo'llanilsa, substrat namlik va UV ta'siridan ta'sir qilishi mumkin. Misol uchun, Florida kabi joyda cho'lda foydalanish uchun qilingan lenta yordamida substratning buzilishi mumkin. Haroratdagi farq unchalik katta bo'lmasligi mumkin, ammo namlikda katta farq bor. Substratga har qanday atrof-muhit ta'siri substratning o'ziga xosligi va maqsadiga bog'liq.

Yopishqoq lentaning mexanik oeskirishi tufayli mavjud bo'lgan kuchlarning sxemasi

Mexanik osilma

Mexanik aşınma ko'p jihatdan tizimga ta'sir qiladigan kuchlarning amplitudasi va yo'nalishiga bog'liq. Ushbu kuchlar to'g'ridan-to'g'ri yopishqoq lentaning o'ziga qo'llanilishi mumkin, xuddi lentani yechib olishga urinishda yoki bilvosita lenta yopishtirilgan substratni manipulyatsiya qilish orqali lentaga bilvosita qo'llanilishi mumkin. Ikkinchisi o'ngdagi rasmda ko'rsatilgan. Shuni ta'kidlash kerakki, rasmda yopishqoq lenta ikkita alohida substrat bo'lagini bir-biriga bog'lab turadi va ikkala qismning qarama-qarshi yo'nalishda buralishi qayd etilmagan.

Yopishqoq lentaning taglik bo'ylab siljishida eskirishini Archardning yopishqoq eskirish qonuni yordamida hisoblash mumkin, bu yerda $H$ va $k_{w}$ yopishqoq lentaning qattiqligi va eskirish koeffitsientlari; $\nu$ - yopishtiruvchi substrat yuzasi bo'ylab sudraladigan masofa, $F_{L}$ yopishqoq lentaga ta'sir qiluvchi umumiy normal yuk va $\Psi$ - tortishish paytida yo'qolgan yopishqoq lenta hajmi. $\Psi =k_{w}{F_{L}\nu \over H}$ [Archardning yopishtiruvchi eskirish qonuni]

Ommaviy ta'sir qilish shartlari

Yopishqoq lentaning asosiy qismiga ta'sir qiluvchi asosiy omillar harorat va mexanik eskirish. Haroratning o'zgarishi va haddan tashqari o'zgarishlar taglik va yopishtiruvchi materialning degradatsiyasiga olib kelishi mumkin, mexanik eskirish esa qo'llaniladigan kuchlarning kattaligi va yo'nalishiga qarab yopishqoq lentaning delaminatsiyasiga olib kelishi mumkin. Substratning degradatsiyasi, ehtimol bo'lmasa ham, delaminatsiyaga olib kelishi mumkin, ammo bu holat va atrof-muhitga xos bo'ladi.

Yopishqoqning degradatsiyasi

Yopishtiruvchi asosan haroratdan ta'sirlanadi, chunki polimerik yopishtiruvchi moddalar bugungi kunda keng tarqalgan. Bugungi kunda ishlatiladigan polimer materiallar viskoelastik materiallar bo'lib, ular oson qo'llanilishi va substratga tez yopishish imkonini beradi. Yopishqoqning massaviy degradatsiyasi asosan harorat ta'siriga bog'liq bo'lib, yopishqoqlikni kamaytiradi, bu esa yopishqoq lentaning delaminatsiyasiga olib keladi. Juda past harorat polimerik yopishtiruvchining shisha holatiga kirishiga olib kelishi mumkin, bu juda mo'rt bo'lib qoladi va yopishqoqlikni kamaytiradi. Haroratning ko'tarilishi esa polimerning suyuq va harakatchan bo'lishiga olib keladi. Harakatchanlik oshgani sayin, polimer yopishqoqligi pasayadi, chunki polimer yopishishdan farqli o'laroq oqishni boshlaydi. Har ikkala haroratning haddan tashqari o'zgarishi oxir-oqibat delaminatsiyaga olib keladi. Ideal harorat oralig'i ko'p jihatdan polimer tuzilishiga tushadigan yopishqoq identifikatsiyaga bog'liq. Polimer zanjiri qanchalik qattiq bo'lsa, polimer zanjirlari orasidagi molekulalararo kuchlar shunchalik kuchli bo'ladi va substrat va yopishtiruvchi o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchliroq bo'lsa, pirovard natijada kuchli yopishqoqlikka olib keladi va natijada yopishish uchun ideal harorat oralig'i yuqori bo'ladi.

Aytish joizki, delaminatsiyaga yo'l qo'ymaslik uchun yopishqoq lentani tanlash lenta butun umri davomida boshdan kechiradigan shartlarga asoslanishi kerak. Ushbu tanlov jarayoni yopishqoq lenta degradatsiyasi va lentaning ishlash muddati davomida yuzaga keladigan nosozliklar zanjirlarini kamaytiradi, ammo bu jarayon imkoniyatdan butunlay qochishiga kafolat yo'q.

Qayta ishlashga ta'siri

Ishlatilgan BSYM lentalari kompozit materiallar bo'lib, yangi lentalarga qayta ishlanmaydi. Biroq, ular ishlatilgan mahsulotlarning qayta ishlanishiga ularning mumkin bo'lgan ta'siri muhimdir. Qayta foydalanish yoki qayta ishlashga ba'zan sirtdan olinadigan lenta yordam beradi.

Qayta ishlashga ta'siri, ayniqsa, gofrokarton va boshqa o'ramlar kabi qog'oz yuzalariga lenta qo'llanilganda muhimdir. Bantli gofrirovka qilingan qutilar qayta ishlanganida, plyonkali quti muhrlangan lentalar qutini qayta ishlashga to'sqinlik qilmaydi: yopishtiruvchi taglik bilan qoladi va osongina chiqariladi.

Qog'oz ishlab chiqarish korxonalarida ishlatiladigan lentalar ba'zan qayta tiklanadigan qilib ishlab chiqariladi. Qaytariladigan yopishtiruvchi pulpaning issiq bulamasiga qo'yilganda tarqaladi.

Yana qarang

• Dinamik mexanik tahlil