Аннотация: В статье подробно анализируется влияние выравнивающих свойств клея на качество ламинирования. Кроме того, отмечается, что вместо оценки выравнивающих свойств на основе наличия выравнивающих свойств клея, следует оценивать их качество.«Белые пятна» или «пузырьки» — это прозрачность ламинированных изделий, которая может служить критерием оценки качества выравнивания клея.
1. Проблема образования пузырьков и выравнивание клея.
Белые пятна, пузырьки и плохая прозрачность — распространенные проблемы, влияющие на качество внешнего вида композитных материалов. В большинстве случаев производители композитных материалов связывают эти проблемы с недостаточным выравниванием клеевого слоя!
1.1Этот клей не тот клей.
Производители композитных материалов могут возвращать поставщикам невскрытые и неиспользованные бочки с клеем на основании оценки плохого выравнивания клеевого слоя, а также подавать жалобы или претензии поставщикам.
Следует отметить, что клей, считающийся обладающим плохими выравнивающими свойствами, представляет собой «рабочий раствор клея», приготовленный/разбавленный заказчиком и имеющий определенную вязкость. Возвращаемый клей – это невскрытая оригинальная упаковка клея.
Эти два ведра «клея» — это совершенно разные понятия и вещи!
1.2 Показатели оценки выравнивания клея
Техническими показателями для оценки выравнивающих свойств клея должны быть вязкость и поверхностное смачивающее натяжение. Или, точнее, «текучесть клея» — это сочетание «текучести клея» и «смачиваемости клея».
При комнатной температуре поверхностное смачивающее натяжение этилацетата составляет около 26 мН/м.
Исходная концентрация (содержание твердых веществ) полиуретановых клеев на основе растворителей, используемых в области обработки композитных материалов, обычно составляет от 50% до 80%. Перед применением в обработке композитов указанные клеи необходимо разбавить до рабочей концентрации около 20%-45%.
Ввиду того, что основным компонентом разбавленного рабочего раствора клея является этилацетат, поверхностное смачивающее натяжение разбавленного рабочего раствора клея будет ближе к поверхностному смачивающему натяжению самого этилацетата.
Следовательно, если поверхностное смачивающее напряжение используемой композитной подложки соответствует основным требованиям обработки композитных материалов, смачиваемость клея будет относительно хорошей!
Оценка текучести клея осуществляется по вязкости. В области обработки композитных материалов так называемая вязкость (т.е. рабочая вязкость) обозначает время в секундах, которое рабочая жидкость клея испытывает при вытекании из вискозиметра, измеренное с помощью специальной модели вискозиметра. Можно считать, что рабочая жидкость клея, приготовленного из разных сортов исходного клея, имеет одинаковую «рабочую вязкость», и ее «рабочая жидкость» имеет одинаковую «текучесть клея»!
При прочих неизменных условиях, чем ниже «рабочая вязкость» «рабочей жидкости», приготовленной с использованием того же типа клея для каркаса, тем лучше ее «клейкая текучесть»!
В частности, для нескольких различных марок клеев, если значение вязкости разбавленного рабочего раствора составляет 15 секунд, то рабочий раствор, приготовленный с использованием этих марок клеев, обладает одинаковым «выравнивающим эффектом».
1.3. Выравнивающие свойства клея — это характеристика рабочей жидкости клея.
Некоторые спирты при открытии ствола не образуют вязкой жидкости, а скорее желеобразный снаряд, лишенный текучести. Для получения желаемой концентрации и вязкости клея их необходимо растворить и разбавить соответствующим количеством органического растворителя.
Очевидно, что выравнивающие свойства клея оцениваются на основе рабочего раствора, приготовленного в определенной «рабочей концентрации», а не на основе неразбавленного исходного бочкового клея.
Поэтому неверно приписывать плохое выравнивание клея общим характеристикам определенной марки оригинального клея, продаваемого в ведрах!
2. Факторы, влияющие на выравнивание клея.
Однако, что касается разбавленного рабочего раствора клея, то действительно существуют различия в содержании воды в нем!
Как уже упоминалось, основными показателями оценки выравнивающей способности клеевого раствора являются поверхностное смачивающее напряжение и рабочая вязкость. Показатель поверхностного смачивающего напряжения не демонстрирует существенных изменений в пределах обычного диапазона рабочих концентраций. Следовательно, суть плохого выравнивания клея заключается в том, что в процессе нанесения вязкость клея аномально увеличивается из-за определенных факторов, что приводит к снижению его выравнивающей способности!
Какие факторы могут вызывать изменения вязкости клея во время его нанесения?
Существует два основных фактора, которые могут вызывать изменения вязкости клея: температура клея и его концентрация.
В нормальных условиях вязкость жидкости уменьшается с повышением температуры.
В руководствах пользователя, предоставляемых различными производителями клеевых материалов, обычно указываются значения вязкости клеевого раствора (до и после разбавления), измеренные с помощью ротационного вискозиметра или вискозиметрической чашки при температуре жидкости 20 °C или 25 °C (т.е. температуре самого клеевого раствора).
Со стороны клиента, если температура хранения исходного ведра с клеем и разбавителем (этилацетатом) выше или ниже 20 °C или 25 °C, то температура приготовленного клея также будет выше или ниже 20 °C или 25 °C. Естественно, фактическое значение вязкости приготовленного клея также будет ниже значения вязкости, указанного в инструкции. Зимой температура приготовленного клея может быть ниже 5 °C, а летом — выше 30 °C!
Следует отметить, что этилацетат является чрезвычайно летучим органическим растворителем. В процессе испарения этилацетат поглощает большое количество тепла из клеевого раствора и окружающего воздуха.
В настоящее время большинство ламинирующих устройств в машинах для композитных материалов являются открытыми и оснащены локальными вытяжными устройствами, поэтому большое количество растворителя испаряется с клеевого диска и барабана. Согласно наблюдениям, после определенного периода работы температура рабочей жидкости клея в клеевом лотке иногда может быть более чем на 10 °C ниже температуры окружающей среды!
По мере постепенного снижения температуры клея его вязкость будет постепенно увеличиваться.
Таким образом, выравнивающие свойства клеев на основе растворителей постепенно ухудшаются с увеличением времени работы оборудования.
Иными словами, если вы хотите сохранить стабильность клея на основе растворителя, вам следует использовать регулятор вязкости или другое подобное средство для поддержания стабильной вязкости клея на протяжении всего процесса нанесения.
3. Показатели оценки правильности результатов выравнивания клея.
Оценка качества выравнивания клеем должна быть характеристикой композитного изделия на определенном этапе, и качество выравнивания клеем относится к результату, полученному после нанесения клея. Подобно тому, как «расчетная максимальная скорость» автомобиля является характеристикой изделия, фактическая скорость движения транспортного средства по дороге в конкретных условиях является еще одним результатом.
Хорошее выравнивание клея — это основополагающее условие для достижения хороших результатов выравнивания. Однако хорошие выравнивающие свойства клея не обязательно приводят к хорошим результатам выравнивания, и даже если клей обладает плохими выравнивающими свойствами (например, высокой вязкостью), в определенных ситуациях все равно можно добиться хороших результатов выравнивания.
4. Взаимосвязь между результатами выравнивания клеем и явлениями «белых пятен» и «пузырьков».
Нежелательными результатами при работе с композитными изделиями являются «белые пятна, пузырьки и прозрачность». Причин таких проблем множество, и плохое выравнивание клея — лишь одна из них. Однако причина плохого выравнивания клея кроется не только в самом клее!
Некачественное выравнивание клея не обязательно приводит к появлению «белых пятен» или «пузырьков», но может повлиять на прозрачность композитной пленки. Если микроплоскость композитной подложки низкая, даже при хорошем выравнивании клеем все равно существует вероятность появления «белых пятен и пузырьков».
Дата публикации: 17 января 2024 г.