در بسته بندی ، چاپ و صنایع مرتبط ، دستگاه های لمینت رایگان-}}}}}} نقش حیاتی به طور فزاینده ای ایفا می کنند. با افزایش آگاهی از محیط زیست ، حلال- فناوری لمینیت رایگان به دلیل مزایای بی شماری از جمله دوستی محیطی و راندمان بالا ، مورد توجه قابل توجهی قرار گرفته است. حلال سنتی- فرآیندهای لمینیت مبتنی بر فرآیندهای لمینیت مقادیر زیادی از ترکیبات آلی بی ثبات (VOC) را آزاد می کند و خطرات را هم برای محیط زیست و هم برای سلامت انسان ایجاد می کند. در مقابل ، حلال-}} فناوری رایگان از حلال های ارگانیک استفاده نمی کند ، اساساً انتشار VOC را از بین می برد و با الزامات توسعه سبز هماهنگ می شود.
با این حال ، برای بسیاری ، مکانیسمی که با استفاده از آن ماشین های لمینت آزاد-} به پیوند مادی در طی فرآیند لمینیت دست می یابند تا حدودی مرموز باقی می ماند. این مقاله به این سؤال می پردازد ، و به بررسی ترکیب شیمیایی چسب های حلال - ، فرآیند پخت آنها و فرآیند لمینیت که توسط دستگاه های لمینت رایگان- استفاده می شود ، می پردازد.
اجزای شیمیایی تعیین کننده عملکرد چسب در حلال -} چسب آزاد
2.1 آشنایی با اجزای شیمیایی اولیه
2.1.1 چسب های پلی اورتان- مبتنی بر
حلال پلی اورتان - چسب های رایگان در درجه اول از ایزوسیانات ها و پلیول ها تشکیل شده است. گروه ایزوسیانات ({{2} n} n==o) به دلیل اتصال اتم کربن به دو پیوند مضاعف ، واکنش پذیری بالایی را نشان می دهد و در نتیجه چگالی الکترون کم است. این امر باعث می شود که در معرض حمله هسته ای باشد. پلیول ها حاوی چندین گروه هیدروکسیل ({7}} OH) هستند ، که در آن اتم های اکسیژن با جفت تنها به عنوان هسته های مؤثر عمل می کنند. هنگامی که ایزوسیانات ها با پلیول ها تماس می گیرند ، گروه های هیدروکسیل به اتم کربن در گروه ایزوسیانات حمله می کنند ، تحت یک واکنش اضافی به پیوندهای اورتان ({9}} NH - COO-). این واکنش به طور مداوم پخش می شود ، و با استفاده از پلیمرهای وزن 14 {14 {14 {{14 {.
2.1.2 چسب رزین اپوکسی
مؤلفه اصلی چسب اپوکسی رزین اپوکسی است که حاوی سه گروه اپوکسی عضو - ({1}} c - c-) است. عوامل پخت رایج شامل آمین ها و اسید آنهیدرید هستند. با استفاده از عوامل پخت آمین ، اتم نیتروژن هسته ای در گروه آمینه ({6}} NH₂) به کربن اپوکسی حمله می کند ، و حلقه های تحریک- واکنش های باز باعث ایجاد گروه های هیدروکسیل و ثانویه آمین می شود. واکنشهای بعدی بین آمین های ثانویه و گروههای اپوکسی یک شبکه متقاطع بعدی سه-} را تشکیل می دهند و عملکرد استثنایی را ارائه می دهند.
2.1.3 چسب آکریلات
چسب های آکریلات از طریق پلیمریزاسیون رادیکال - free از مونومرهای آکریلات تشکیل می شوند. کربن - اوراق قرضه دوتایی کربن (C= c) در مونومرها در زیر آغازگرها برای تولید رادیکال ها می شوند. این رادیکال ها زنجیره ای را شروع می کنند- پلیمریزاسیون رشد ، در نهایت تولید پلیمرهای وزن - -. گروه های استر فراوان (- COO-) در زنجیره های پلیمری با سطوح بستر برای ایجاد چسبندگی در تعامل هستند.
2.2 تأثیر اجزای شیمیایی بر خواص چسب
2.2.1 قدرت چسب
شیمیایی های مختلف چسب پیوندهای شیمیایی متمایز با بسترها را تشکیل می دهند و به طور مستقیم بر قدرت پیوند تأثیر می گذارند:
پلی اورتان ها: ممکن است پیوندهای کووالانسی (انرژی پیوند بالا) و پیوندهای هیدروژن (پیشرفت بیشمار ، هم افزایی) تشکیل دهند
اپوکسی ها: نیروهای قوی ون در والس و در هم تنیده مکانیکی از طریق شبکه های متقاطع ایجاد کنید
آکریلات: از طریق تعامل قطبی بین گروه های استر و سطوح بستر به چسبندگی می رسد
2.2.2 انعطاف پذیری
معماری مولکولی به طور انتقادی انعطاف پذیری را نشان می دهد. چسب های پلی اورتان این را از طریق ساختارهای تقسیم شده مثال می زنند:
بخش های نرم (پلیول های پلی اتر/پلی استر) انعطاف پذیری را ارائه می دهند
بخش های سخت (ایزوسیانات - واکنشهای توسعه دهنده زنجیره ای) استحکام را اعطا می کند
تنظیم نسبت بخش نرم/سخت انعطاف پذیری را کنترل می کند - محتوای بخش نرم بالاتر باعث افزایش پایداری می شود ، در حالی که بخش های سخت تر باعث افزایش سفتی می شوند.
2.2.3 مقاومت شیمیایی
ثبات شیمیایی از ساختارهای مولکولی ناشی می شود:
اپوکسی ها: شبکه های متراکم متراکم مانع نفوذ شیمیایی می شوند
پلی اورتان ها: پیوندهای اورتان مقاومت متوسطی در برابر مواد شیمیایی ارائه می دهند
آکریلات: زنجیره های پلیمری ساده تر مقاومت ذاتی ضعیف تری دارند ، اگرچه تغییرات می تواند عملکرد را بهبود بخشد
منابع:
ادبیات فنی از تولید کنندگان چسب (هنکل ، بوستیک)
شیمی و فناوری چسب توسط ژانگ یولونگ و همکاران. (مطبوعات صنعت شیمیایی)
اتصال متقاطع شیمیایی و تحولات فیزیکی در حین حلال -} درمان چسب آزاد
3.1 فرآیند اتصال متقابل شیمیایی
3.1.1 مکانیسم های واکنش
چسب پلی اورتان نمونه ای از مرحله - پلیمریزاسیون رشد بین ایزوسیانات ها و پلیول ها را نشان می دهد. واکنشهای اولیه به سرعت دیمرها را تشکیل می دهند ، که متعاقباً با مونومرهای اضافی برای تولید تریمرها واکنش نشان می دهند. وزن مولکولی به تدریج از طریق این فرآیند تکراری افزایش می یابد و واسطه هایی از جمله آلوفان ها و بیروها را تولید می کند. در نهایت ، -} مولکولی -} پلیمرهای پلی اورتان وزن سنتز می شوند.
3.1.2 تشکیل شبکه متقاطع
توسعه شبکه CrossLinked برای تقویت عملکرد بسیار مهم است. هنگامی که گروه های ایزوسیانات با گروه های هیدروکسیل در پلیول ها واکنش نشان می دهند ، اورتان زنجیرهای مولکولی را به سه شبکه بعدی- پیوند می دهد. این ساختار در هم تنیده ، تعامل بین مولکولی را تقویت می کند ، به طور قابل توجهی قدرت کششی ، سختی و مقاومت در برابر گرما را بهبود می بخشد. بازنمایی های شماتیک به طور موثری این شکل گیری شبکه را تجسم می کنند ، نشان می دهد که چگونه زنجیرهای پلیمری برای ایجاد چسبندگی قوی به هم پیوسته اند.
3.1.3 عوامل تأثیرگذار
دما و کاتالیزورها به طور انتقادی حاکم بر سینتیک اتصال متقابل هستند. درجه حرارت بالا ، برخورد مولکولی را تسریع کرده و انرژی فعال سازی را کاهش می دهد و نرخ واکنش را تسریع می کند. با این حال ، گرمای بیش از حد واکنشهای جانبی را تقویت می کند که خصوصیات چسب را به خطر می اندازد. کاتالیزورهایی مانند ترکیبات ارگانوتین به عنوان اسیدهای لوئیس عمل می کنند و موانع فعال سازی را کاهش می دهند تا بتوانند سریع در دمای متوسط پخت و پز شوند.
3.2 تحولات فیزیکی
3.2.1 تکامل ویسکوزیته
انتقال ویسکوزیته متمایز مشخصات را مشخص می کند:
- مرحله اولیه:حالت مایع ویسکوزیته کم - پوشش بستر یکنواخت را امکان پذیر می کند
- اواسط - مرحله:افزایش وزن مولکولی و درهم آمیختگی زنجیره ای به تدریج مواد را به حالتهای جامد- منتقل می کند
- مرحله آخر:جامد سازی کامل از طریق اتصال متقاطع
نظارت بر پروفایلهای ویسکوزیته برای بهینه سازی فرآیندهای پوشش و لمینیت ضروری است.
3.2.2 تغییرات بعدی
انقباض حجمی در حین پخت و پز به عنوان مسافت بین مولکولی کاهش می یابد و نیروها تقویت می شوند. این انقباض استرسهای داخلی ایجاد می کند که در صورت بیش از حد می تواند نقص سطحی را القا کند. در مقابل ، گسترش محدود ممکن است از محصولات جانبی گازی یا تغییر جهت یابی مولکولی رخ دهد. کنترل فرآیند ناپایداری ابعادی را برای کاهش خرابی های مرتبط با استرس- به حداقل می رساند.
3.2.3 انتقال فاز
مایع - to - انتقال جامد شامل محدودیت مولکولی مترقی است:
- فاز مایع: تحرک مولکولی بالا
- GELATION: تشکیل شبکه حرکت زنجیره ای را محدود می کند (حالت جامد SEMI-)
- Vitrification: جامد سفت و سخت کاملاً متقاطع
این تحولات فاز به طور مستقیم خصوصیات نهایی از جمله سختی ، کشش و ثبات بعدی را تعیین می کند.
مکانیسم های فیزیکی افزایش چسبندگی بین ماده در حلال {{0} fromes فرآیندهای لمینیت رایگان
4.1 اثرات فشار
4.1.1 نفوذ چسبنده افزایش یافته
فشار کاربردی نفوذ چسب را در منافذ میکرو {{0}. تحت فشرده سازی ، مولکول های چسب در حفره های سطحی پخش می شوند ، منطقه تماس را گسترش می دهند و تعامل بین سطحی را تقویت می کنند. این اثر به طور قابل توجهی استحکام پیوند را در بسترهای متخلخل مانند کاغذ و منسوجات تقویت می کند.
4.1.2 حذف هوای گرفتار
فشار حباب های هوا را در حین پوشش و لمینیت به دام می اندازد. این حفره ها نقص های سطحی ایجاد می کنند که یکپارچگی پیوند را به خطر می اندازد. فشرده سازی اجزاء گازی را جابجا می کند و از چسب مداوم - تماس می گیرد.
4.1.3 انطباق مواد صمیمی
فشار بسترها را به تماس نزدیک تبدیل می کند و شکاف های بین سطحی را به حداقل می رساند. این مجاورت مرطوب کننده چسب کامل را تسهیل می کند و باعث ایجاد تعامل متعدد ون در والس می شود. اگرچه از نظر جداگانه ضعیف است ، این نیروهای تجمعی باعث افزایش چشمگیر چسبندگی می شوند.
4.2 اثرات دما
4.2.1 جریان چسب بهینه شده
دما به طور انتقادی ویسکوزیته و ویژگی های جریان را تنظیم می کند. گرمایش مناسب نیروهای بین مولکولی را کاهش می دهد و ویسکوزیته را برای بهبود پوشش و نفوذ کاهش می دهد. درجه حرارت بیش از حد خطر تخریب چسب و از دست دادن عملکرد را به خطر می اندازد.
4.2.2 سینتیک پخت شتاب
درجه حرارت بالا به صورت نمایی نرخ پخت در هر معادله آرنیوس را افزایش می دهد. این شتاب حرارتی زمان چرخه را کوتاه می کند اما برای جلوگیری از زردی ، آغوش یا سایر آسیب های حرارتی نیاز به کنترل دقیق دارد.
4.2.3 پلاستیک سازی بستر
برخی از مواد (به عنوان مثال ، فیلم های پلاستیکی) تحت نرم شدن حرارتی قرار می گیرند. این اصلاح سطح باعث خیس شدن و پیوند چسب می شود اما نیاز به کنترل دما برای جلوگیری از اعوجاج ابعادی دارد.
4.3 عوامل موقتی
4.3.1 تکمیل پخت
زمان ساکن کامل بودن اتصال متقابل را تعیین می کند:
مدت زمان کافی: پخت ناقص → باند ضعیف
مدت زمان بیش از حد: کاهش بهره وری
زمان بندی بهینه کیفیت پیوند را با راندمان فرآیند با توجه به شیمی چسب تعادل می بخشد.
4.3.2 آرامش استرس
لمینیت استرسهای داخلی را در بسترها و چسب ها ایجاد می کند. زمان کافی ساکن امکان تنظیم مجدد مولکولی را فراهم می کند و تنش های باقیمانده را کاهش می دهد که می تواند دوام طولانی مدت {1} را به خطر بیاندازد.
پایان
5.1 یافته های کلیدی
حلال - عملکرد چسب آزاد اساساً توسط ترکیب شیمیایی اداره می شود. سیستم های پلی اورتان ، اپوکسی و اکریلیک از طریق ساختارهای شیمیایی مجزا و مکانیسم های واکنش ، به پیوند مواد می رسند و پیوندهای سطحی را از طریق پیوندهای شیمیایی و تعامل فیزیکی ایجاد می کنند. در حین پخت ، اتصال متقاطع شیمیایی سه شبکه-}} در کنار انتقال فیزیکی بحرانی در ویسکوزیته ، حجم و رفتار فاز تشکیل می دهد. فرآیندهای لمینیت باعث افزایش اثربخشی پیوند از طریق پارامترهای فیزیکی کنترل شده می شوند:
- فشارنفوذ بستر ، از بین بردن حباب و انطباق سطحی را فعال می کند
- درجه حرارتویژگی های جریان ، پخت سینتیک و رعایت بستر را تعدیل می کند
- زماناتصال کامل و اتلاف استرس را تضمین می کند
5.2 اهمیت فرآیند
بهینه سازی شیمی چسب ، شرایط درمانی و پارامترهای لمینیت برای تولید حلال عملکرد بالا - {{1} composites کامپوزیت های رایگان ضروری است. فقط از طریق کنترل یکپارچه این عوامل می تواند مزایای کامل حلال-} فناوری رایگان-} عملکرد برتر و پایداری محیط زیست-} در کامپوزیت های تولیدی تحقق یابد.
5.3 دیدگاه های آینده
پیشرفت در حلال -} فناوری رایگان برنامه های توسعه یافته را از طریق:
- چسب های نسل بعدی -با افزایش پایداری حرارتی ، مقاومت شیمیایی و انعطاف پذیری
- نوآوری های پردازشبهبود راندمان تولید ، کیفیت محصول و هزینه - اثربخشی
- برنامه های نوظهوردر بخش های انرژی تجدیدپذیر و بخش های الکترونیکی ، تسریع در تحول صنعت