Анотація: У статті детально аналізується вплив вирівнювальної властивості клею в процесі ламінування. Крім того, зазначається, що замість оцінки ефективності вирівнювання, слід оцінювати наявність«білі плями» або «бульбашки», саме прозорість ламінованих виробів може бути стандартом оцінки ефективності вирівнювання клею.
1. Проблема бульбашок та розрівнювання клею
Білі плями, бульбашки та погана прозорість є поширеними проблемами якості зовнішнього вигляду під час обробки композитних матеріалів. У більшості випадків обробники композитних матеріалів пояснюють вищезазначені проблеми поганим рівномірним нанесенням клею!
1.1 Цей клей не той клей
Переробники композитних матеріалів можуть повертати невідкриті та невикористані контейнери з клеєм постачальникам на основі оцінки поганого вирівнювання клею або подавати скарги чи претензії постачальникам.
Слід зазначити, що клей, який вважається таким, що має погану вирівнювальну здатність, – це «розчин для клею», який був приготований/розведений клієнтами та має певну в'язкість. Повернений клей – це невідкрите оригінальне відро клею.
Ці два відра «клею» — зовсім різні поняття та речі!
1.2 Показники оцінки вирівнювання клею
Технічними показниками для оцінки вирівнювальної здатності клею повинні бути в'язкість та поверхневий натяг змочування. Або, точніше, «плинність клею» – це поєднання «плинності клею» та «змочуваності клею».
За кімнатної температури поверхневий натяг змочування етилацетату становить близько 26 мН/м.
Початкова концентрація (вміст твердих речовин) поліуретанових клеїв на основі розчинників, що використовуються в галузі обробки композитних матеріалів, у бочці зазвичай становить від 50% до 80%. Перед застосуванням обробки композитів вищезгадані клеї необхідно розбавити до робочої концентрації приблизно від 20% до 45%.
Оскільки основним компонентом розведеного робочого розчину клею є етилацетат, поверхневий натяг змочування розведеного робочого розчину клею буде ближчим до поверхневого натягу змочування самого етилацетату.
Отже, якщо поверхневий натяг змочування використаної композитної підкладки відповідає основним вимогам обробки композиту, змочуваність клею буде відносно хорошою!
Оцінкою плинності клею є в'язкість. У галузі обробки композитів так звана в'язкість (тобто робоча в'язкість) стосується часу в секундах, який робоча рідина клею витікає з чашки в'язкості, виміряного за допомогою спеціальної моделі чашки в'язкості. Можна вважати, що робоча рідина клею, приготована з різних марок оригінального клею з відра, має однакову «робочу в'язкість», а її «робоча рідина» має однакову «плинність клею»!
За інших незмінних умов, чим нижча «робоча в'язкість» «робочої рідини», приготовленої з тим самим клеєм для рами, тим краща її «адгезійна плинність»!
Більш конкретно, для кількох різних марок клеїв, якщо значення в'язкості розведеного робочого розчину становить 15 секунд, то робочий розчин, приготований цими марками клеїв, має однакове «вирівнювання клею».
1.3 Вирівнювальна властивість клею є характеристикою робочої рідини для клею
Деякі спирти не утворюють в'язку рідину після відкриття ствола, а радше желеподібний снаряд без плинності. Їх потрібно розчинити та розбавити відповідною кількістю органічного розчинника, щоб отримати потрібну концентрацію та в'язкість клею.
Очевидно, що вирівнювальна здатність клею – це оцінка робочого розчину, сформованого в певній «робочій концентрації», а не оцінка нерозведеного оригінального клею для бочок.
Тому неправильно пояснювати погане розрівнювання клею загальними характеристиками певної марки оригінального клею для відра!
2. Фактори, що впливають на розрівнювання клею
Однак, для розведеного робочого розчину клею справді існують відмінності в рівні води в ньому!
Як згадувалося раніше, основними показниками для оцінки вирівнювальної здатності робочої рідини для клею є поверхневий змочувальний натяг та робоча в'язкість. Показник поверхневого змочувального натягу не демонструє суттєвих змін у межах звичайного діапазону робочих концентрацій. Отже, суть поганого вирівнювання клею полягає в тому, що під час процесу нанесення в'язкість клею аномально збільшується через певні фактори, що призводить до зниження його вирівнювальної здатності!
Які фактори можуть спричинити зміни в'язкості клею під час його нанесення?
Існує два основні фактори, які можуть спричинити зміни в'язкості клею, один з них - це температура клею, а інший - його концентрація.
За нормальних обставин в'язкість рідини зменшується зі збільшенням температури.
У посібниках користувача, що надаються різними компаніями-виробниками клеїв, зазвичай вказуються значення в'язкості клейового розчину (до та після розведення), виміряні за допомогою роторного віскозиметра або віскозиметра при температурі рідини 20°C або 25°C (тобто температура самого клейового розчину).
З боку клієнта, якщо температура зберігання оригінального відра з клеєм та розріджувачем (етилацетатом) вища або нижча за 20°C або 25°C, температура приготованого клею також буде вищою або нижчою за 20°C або 25°C. Природно, фактичне значення в'язкості приготованого клею також буде нижчим за значення в'язкості, зазначене в інструкції. Взимку температура приготованого клею може бути нижчою за 5°C, а влітку - вищою за 30°C!
Слід зазначити, що етилацетат є надзвичайно летким органічним розчинником. Під час процесу випаровування етилацетату він поглинає велику кількість тепла від клейового розчину та навколишнього повітря.
Наразі більшість ламінувальних установок у машинах для композитних матеріалів є відкритими та оснащені локальними витяжними пристроями, тому велика кількість розчинника випаровується з клейового диска та барабана. Згідно зі спостереженнями, після певного періоду роботи температура клейової робочої рідини в клейовому лотку іноді може бути більш ніж на 10°C нижчою за температуру навколишнього середовища!
Зі зниженням температури клею в'язкість клею поступово зростатиме.
Отже, вирівнювальна здатність клеїв на основі розчинників поступово погіршується зі збільшенням часу роботи обладнання.
Іншими словами, якщо ви хочете підтримувати стабільність вирівнювання клею на основі розчинника, вам слід використовувати регулятор в'язкості або інші подібні засоби для підтримки стабільності в'язкості клею протягом усього процесу нанесення.
3. Індикатори оцінки для правильного вирівнювання клею
Оцінка результату вирівнювання клею повинна бути характеристикою композитного продукту на певному етапі, а результат вирівнювання клею стосується результату, отриманого після нанесення клею. Так само, як «розрахункова максимальна швидкість» автомобіля є характеристикою продукту, фактична швидкість руху транспортного засобу на дорозі за певних умов є ще одним результатом.
Гарне вирівнювання клею є основною умовою для досягнення хороших результатів вирівнювання. Однак хороша вирівнювальна здатність клею не обов'язково призводить до хороших результатів, і навіть якщо клей має погану вирівнювальну здатність (тобто високу в'язкість), хороших результатів вирівнювання клею все одно можна досягти в певних ситуаціях.
4. Кореляція між результатами вирівнювання клею та явищами «білих плям» та «бульбашок»
Погані «білі плями, бульбашки та прозорість» – це кілька небажаних наслідків для композитних виробів. Існує багато причин вищезазначених проблем, і погане розрівнювання клею – лише одна з них. Однак причина поганого розрівнювання клею полягає не лише в поганому розрівнюванні клею!
Поганий результат вирівнювання клею не обов'язково призводить до появи «білих плям» або «бульбашок», але це може вплинути на прозорість композитної плівки. Якщо мікрорівність композитної підкладки погана, навіть якщо результат вирівнювання клею хороший, все одно існує ймовірність появи «білих плям і бульбашок».
Час публікації: 17 січня 2024 р.