Streszczenie: W artykule szczegółowo przeanalizowano wpływ właściwości poziomowania kleju na jakość procesu laminowania. Ponadto wspomniano, że zamiast oceniać wydajność poziomowania poprzez ocenę, czy występuje„białe plamy” lub „pęcherzyki” – to właśnie przezroczystość laminowanych produktów może być standardem oceny właściwości poziomowania kleju.
1. Problem pęcherzyków powietrza i poziomowanie kleju
Białe plamy, pęcherzyki powietrza i słaba przezroczystość to częste problemy z jakością wyglądu podczas przetwarzania materiałów kompozytowych. W większości przypadków przetwórcy materiałów kompozytowych przypisują powyższe problemy słabemu rozprowadzaniu kleju!
1.1Ten klej nie jest tym klejem
Firmy zajmujące się przetwórstwem materiałów kompozytowych mogą zwrócić nieotwarte i nieużywane beczki z klejem dostawcom, jeśli stwierdzą, że klej został źle wypoziomowany, lub złożyć reklamacje i roszczenia u dostawców.
Należy pamiętać, że klej uważany za słabo wyrównujący to „roztwór roboczy kleju”, który został przygotowany/rozcieńczony przez klientów i ma określoną lepkość. Zwracany klej to oryginalne, nieotwarte wiaderko kleju.
Te dwa wiadra „kleju” to zupełnie różne koncepcje i rzeczy!
1.2Wskaźniki oceny rozprowadzania kleju
Wskaźnikami technicznymi oceny właściwości rozlewniczych kleju powinny być lepkość i napięcie zwilżania powierzchni. Innymi słowy, „płynność kleju” to połączenie „płynności kleju” i „zwilżalności kleju”.
W temperaturze pokojowej napięcie zwilżania powierzchniowego octanu etylu wynosi około 26 mN/m.
Pierwotne stężenie w beczce (zawartość substancji stałych) klejów poliuretanowych na bazie rozpuszczalników stosowanych w przetwórstwie materiałów kompozytowych wynosi zazwyczaj od 50% do 80%. Przed rozpoczęciem obróbki kompozytów, wyżej wymienione kleje należy rozcieńczyć do stężenia roboczego wynoszącego około 20%-45%.
Ponieważ głównym składnikiem rozcieńczonego roztworu roboczego kleju jest octan etylu, napięcie zwilżania powierzchni rozcieńczonego roztworu roboczego kleju będzie bliższe napięciu zwilżania powierzchni samego octanu etylu.
Dlatego też, o ile napięcie zwilżania powierzchni zastosowanego podłoża kompozytowego spełnia podstawowe wymagania przetwarzania kompozytów, zwilżalność kleju będzie stosunkowo dobra!
Oceną płynności kleju jest lepkość. W dziedzinie przetwarzania kompozytów tzw. lepkość (tj. lepkość robocza) odnosi się do czasu w sekundach, w którym płyn roboczy kleju wypływa z kubka pomiarowego, mierzonego za pomocą specjalnego modelu kubka pomiarowego. Można założyć, że płyn roboczy kleju przygotowanego z różnych gatunków oryginalnego kleju wiaderkowego ma tę samą „lepkość roboczą”, a jego „płyn roboczy” ma tę samą „płynność kleju”!
W innych niezmienionych warunkach, im niższa jest „lepkość robocza” „płynu roboczego” przygotowanego z tego samego rodzaju kleju, tym lepsza jest jego „płynność kleju”!
Dokładniej rzecz ujmując, w przypadku kilku różnych rodzajów klejów, jeżeli wartość lepkości rozcieńczonego roztworu roboczego wynosi 15 sekund, to roztwór roboczy przygotowany przy użyciu tych rodzajów klejów ma takie samo „wyrównywanie kleju”.
1.3 Właściwości wyrównujące kleju są cechą płynu roboczego kleju
Niektóre alkohole nie tworzą lepkiej cieczy po otwarciu lufy, lecz galaretowate pociski bez płynności. Należy je rozpuścić i rozcieńczyć odpowiednią ilością rozpuszczalnika organicznego, aby uzyskać pożądane stężenie i lepkość kleju.
Oczywiste jest, że ocena właściwości wyrównujących kleju opiera się na ocenie roztworu roboczego przygotowanego w określonym „stężeniu roboczym”, a nie na ocenie nierozcieńczonego, oryginalnego kleju w beczce.
Dlatego nie jest prawdą, że słabe poziomowanie kleju wynika ze wspólnych właściwości konkretnego kleju dostępnego w wiaderku!
2.Czynniki wpływające na rozlewność kleju
Jednak w przypadku rozcieńczonego roztworu kleju roboczego rzeczywiście występują różnice w poziomie wody klejącej!
Jak wspomniano wcześniej, głównymi wskaźnikami oceny właściwości wyrównujących kleju są napięcie zwilżania powierzchni oraz lepkość robocza. Wskaźnik napięcia zwilżania powierzchni nie wykazuje istotnych zmian w konwencjonalnym zakresie stężeń roboczych. Zatem istotą słabego wyrównywania kleju jest nienormalny wzrost lepkości kleju podczas aplikacji, spowodowany działaniem pewnych czynników, co prowadzi do spadku jego właściwości wyrównujących!
Jakie czynniki mogą powodować zmiany lepkości kleju podczas jego nakładania?
Istnieją dwa główne czynniki, które mogą powodować zmiany lepkości kleju. Pierwszym jest temperatura kleju, a drugim jego stężenie.
W normalnych warunkach lepkość cieczy maleje wraz ze wzrostem temperatury.
W instrukcjach obsługi różnych firm produkujących kleje zwykle podawane są wartości lepkości roztworu kleju (przed i po rozcieńczeniu), mierzone za pomocą wiskozymetru obrotowego lub kubka do pomiaru lepkości przy temperaturze cieczy wynoszącej 20°C lub 25°C (tj. temperaturze samego roztworu kleju).
Po stronie klienta, jeśli temperatura przechowywania oryginalnego wiaderka z klejem i rozcieńczalnikiem (octanem etylu) jest wyższa lub niższa niż 20°C lub 25°C, temperatura przygotowanego kleju również będzie wyższa lub niższa niż 20°C lub 25°C. Oczywiście, rzeczywista lepkość przygotowanego kleju będzie również niższa niż wartość lepkości podana w instrukcji. Zimą temperatura przygotowanego kleju może być niższa niż 5°C, a latem wyższa niż 30°C!
Należy pamiętać, że octan etylu jest niezwykle lotnym rozpuszczalnikiem organicznym. Podczas procesu ulatniania się octanu etylu pochłania on dużą ilość ciepła z roztworu kleju i otaczającego powietrza.
Obecnie większość jednostek laminujących w maszynach do laminowania kompozytów jest otwarta i wyposażona w lokalne wyciągi, co powoduje odparowywanie dużej ilości rozpuszczalnika z krążka klejowego i bębna. Z obserwacji wynika, że po pewnym czasie pracy temperatura płynu klejowego w kuwecie klejowej może być czasami o ponad 10°C niższa niż temperatura otoczenia!
W miarę jak temperatura kleju stopniowo spada, jego lepkość będzie stopniowo wzrastać.
Tak więc właściwości wyrównujące klejów na bazie rozpuszczalników stopniowo pogarszają się wraz z wydłużaniem się czasu eksploatacji sprzętu
Innymi słowy, jeśli chcesz zachować stabilność wyrównywania kleju na bazie rozpuszczalnika, powinieneś użyć regulatora lepkości lub innego podobnego środka, aby utrzymać stabilną lepkość kleju w trakcie całego procesu aplikacji.
3. Wskaźniki oceny prawidłowych wyników poziomowania kleju
Ocena wyniku poziomowania kleju powinna być cechą charakterystyczną produktu kompozytowego na określonym etapie, a wynik poziomowania kleju odnosi się do wyniku uzyskanego po nałożeniu kleju. Tak jak „projektowana maksymalna prędkość” samochodu jest cechą charakterystyczną produktu, tak rzeczywista prędkość jazdy pojazdu na drodze w określonych warunkach jest innym wynikiem.
Dobre wyrównywanie kleju jest podstawowym warunkiem uzyskania dobrych rezultatów wyrównywania. Jednak dobre właściwości wyrównywania kleju niekoniecznie przekładają się na dobre rezultaty wyrównywania, a nawet jeśli klej ma słabe właściwości wyrównywania (tj. wysoką lepkość), w określonych sytuacjach nadal można uzyskać dobre rezultaty wyrównywania kleju.
4.Korelacja pomiędzy wynikami rozprowadzania kleju a występowaniem zjawiska „białych plam” i „pęcherzyków”
Słabe „białe plamy, pęcherzyki powietrza i przezroczystość” to kilka niepożądanych efektów w przypadku produktów kompozytowych. Istnieje wiele przyczyn powyższych problemów, a słabe rozprowadzanie kleju to tylko jedna z nich. Jednak przyczyną słabego rozprowadzania kleju nie jest wyłącznie słabe rozprowadzanie kleju!
Słabe rozprowadzanie kleju niekoniecznie musi prowadzić do powstawania „białych plam” lub „pęcherzyków”, ale może wpłynąć na przezroczystość folii kompozytowej. Nawet jeśli mikropłaskość podłoża kompozytowego jest słaba, nawet przy dobrym rozprowadzaniu kleju, nadal istnieje możliwość pojawienia się „białych plam i pęcherzyków”.
Czas publikacji: 17-01-2024