Abstract: Dit artikel analyseert de prestaties, correlatie en rol van het egaliseren van de lijm in verschillende stadia van het compoundeerproces. Dit helpt ons de werkelijke oorzaak van problemen met het uiterlijk van het compound beter te beoordelen en deze problemen snel op te lossen.
Bij de productie van flexibele verpakkingscomposieten heeft de "nivellering" van de lijm een aanzienlijke invloed op de kwaliteit van het composiet. De definitie van "nivellering", de verschillende stadia van "nivellering" en de impact van microscopische toestanden op de uiteindelijke composietkwaliteit zijn echter niet altijd even duidelijk. Dit artikel bespreekt aan de hand van een oplosmiddellijm als voorbeeld de betekenis, de correlatie en de rol van nivellering in de verschillende stadia.
1. De betekenis van nivellering
Nivellerende eigenschappen van lijm: Het vermogen van de oorspronkelijke lijm om een egaal oppervlak te vormen.
Egalisatie van de werkvloeistof: Na verdunning, verwarming en andere ingrepen wordt de kleefkracht van de werkvloeistof zodanig aangepast dat deze tijdens het coaten kan vloeien en zich kan verspreiden.
Eerste egalisatievermogen: Het egalisatievermogen van de lijm na het aanbrengen van de coating en vóór het lamineren.
Tweede egalisatievermogen: Het vermogen van de lijm om na het mengen te vloeien en uit te spreiden totdat deze is uitgehard.
2. De onderlinge verbanden en effecten van nivellering in verschillende fasen
Door productiefactoren zoals de hoeveelheid lijm, de staat van de coating, omgevingsfactoren (temperatuur, luchtvochtigheid), de staat van het substraat (oppervlaktespanning, vlakheid), enz., kan het uiteindelijke composieteffect worden beïnvloed. Bovendien kunnen de vele variabelen van deze factoren aanzienlijke schommelingen in het uiterlijk van het composiet veroorzaken en leiden tot een onbevredigend resultaat, dat niet simpelweg kan worden toegeschreven aan een slechte egalisatie van de lijm.
Daarom gaan we er bij de bespreking van de impact van nivellering op de samengestelde kwaliteit eerst van uit dat de indicatoren van de bovengenoemde productiefactoren consistent zijn, dat wil zeggen dat we de invloed van deze factoren uitsluiten en ons uitsluitend richten op nivellering.
Laten we eerst de onderlinge relaties eens op een rijtje zetten:
In de werkvloeistof is het oplosmiddelgehalte hoger dan in pure lijm, waardoor de viscositeit van de lijm het laagst is van alle bovengenoemde indicatoren. Tegelijkertijd is, door de hoge mengverhouding van lijm en oplosmiddel, ook de oppervlaktespanning het laagst. De vloeibaarheid van de lijmwerkvloeistof is het beste van alle bovengenoemde indicatoren.
De eerste nivellering vindt plaats wanneer de vloeibaarheid van de werkvloeistof begint af te nemen tijdens het droogproces na het coaten. Over het algemeen wordt de eerste nivellering vastgesteld na het wikkelen van het composietmateriaal. Door de snelle verdamping van het oplosmiddel gaat de vloeibaarheid die het oplosmiddel bood snel verloren en benadert de viscositeit van de lijm die van pure lijm. Nivellering van onbewerkt rubber verwijst naar de vloeibaarheid van de lijm zelf wanneer ook het oplosmiddel in het afgewerkte onbewerkte rubber is verwijderd. Deze fase is echter van korte duur en naarmate het productieproces vordert, gaat het snel over in de tweede fase.
De tweede nivellering verwijst naar het ingaan van de rijpingsfase nadat het composietproces is voltooid. Onder invloed van temperatuur komt de lijm in de fase van snelle verknopingsreactie terecht, waarbij de vloeibaarheid afneemt naarmate de reactiegraad toeneemt, totdat deze uiteindelijk volledig verloren gaat. Conclusie: Nivellering met werkvloeistof ≥ eerste nivellering > oorspronkelijke gel-nivellering > tweede nivellering
Over het algemeen neemt de liquiditeit van de bovengenoemde vier fasen dus geleidelijk af van hoog naar laag.
3. De invloeds- en controlepunten van verschillende factoren in het productieproces
3.1 Hoeveelheid lijm aanbrengen
De hoeveelheid aangebrachte lijm staat niet per se in verband met de vloeibaarheid van de lijm. Bij composietmaterialen zorgt een grotere hoeveelheid lijm voor meer hechting in het composietoppervlak, waardoor aan de benodigde hoeveelheid hechting in dat oppervlak wordt voldaan.
Op een ruw hechtingsvlak vult de lijm bijvoorbeeld de tussenruimtes op die ontstaan door oneffenheden in de interface. De grootte van deze tussenruimtes bepaalt de hoeveelheid lijm die aangebracht moet worden. De vloeibaarheid van de lijm bepaalt alleen de tijd die nodig is om de tussenruimtes te vullen, niet de mate waarin ze gevuld worden. Met andere woorden, zelfs als de lijm een goede vloeibaarheid heeft, kunnen er verschijnselen zoals witte vlekken en luchtbellen ontstaan als de lijmlaag te dun is.
3.2 Coatingstatus
De staat van de coating wordt bepaald door de verdeling van de lijm die door de coatingrol op het substraat wordt overgebracht. Bij een gelijke hoeveelheid coating geldt dus: hoe smaller de maaswijdte van de coatingrol, hoe korter de afstand tussen de lijmpunten na overdracht, hoe sneller de lijmlaag zich vormt en hoe beter het uiterlijk. Omdat een coatingrol een externe factor is die de lijmverbinding beïnvloedt, heeft het gebruik van een uniforme lijmrol een significant positiever effect op het uiterlijk van het composietmateriaal dan een coatingrol zonder uniforme maaswijdte.
3.3 Conditie
De verschillende temperaturen bepalen de initiële viscositeit van de lijm tijdens de productie, en deze initiële viscositeit bepaalt de initiële vloei-eigenschappen. Hoe hoger de temperatuur, hoe lager de viscositeit van de lijm en hoe beter de vloei-eigenschappen. Omdat het oplosmiddel echter sneller verdampt, verandert de concentratie van de werkoplossing ook sneller. Daarom is de verdampingssnelheid van het oplosmiddel onder bepaalde temperatuursomstandigheden omgekeerd evenredig met de viscositeit van de werkoplossing. Bij overproductie is het beheersen van de verdampingssnelheid van het oplosmiddel een zeer belangrijk aspect geworden. De luchtvochtigheid in de omgeving versnelt de reactiesnelheid van de lijm, waardoor de viscositeit ervan verder toeneemt.
4. Conclusie
Een goed begrip van de prestaties, de samenhang en de rol van "hechtmiddelnivellering" in de verschillende productiefasen kan ons helpen de werkelijke oorzaak van uiterlijke problemen in composietmaterialen beter vast te stellen, de symptomen van het probleem snel te herkennen en op te lossen.
Geplaatst op: 17 januari 2024