Falhas de colagem adesiva
Entendendo os mecanismos dos modos de falha em juntas coladas — como projetar juntas coladas robustas e duráveis que tenham bom desempenho durante toda a vida útil do produto.
Como identificar falhas de colagem adesiva
A falha adesiva é uma falha de colagem na interface entre o adesivo (ou revestimentos, tintas de impressão, selantes) e o aderente. A falha coesiva ocorre quando uma fratura permite que uma camada de adesivo permaneça em ambas as superfícies. O exame do modo de falha fornece informações valiosas sobre as variáveis de processo que afetam a resistência e a durabilidade da junta colada. O processo de colagem envolve forças adesivas e coesivas, e as falhas frequentemente envolvem mais de um modo de falha. Os quatro modos de falha são: falha adesiva (interfacial), falha coesiva (dentro do adesivo), falha do substrato (falha do material) e falha em modo misto (uma combinação de falhas adesivas e coesivas). A delaminação pode ocorrer durante o processo de fabricação ou em qualquer momento durante o armazenamento ou a vida útil em serviço do produto. Juntas coladas robustas devem possuir tanto resistência quanto durabilidade de colagem. Com muita frequência, os mecanismos críticos de falha não são identificados corretamente, e os fabricantes acabam adquirindo equipamentos desnecessários e caros na busca por uma solução.
Tipos de modos de falha de colagem adesiva e como eles se originam
A adesão entre dois materiais envolve ciência de superfície, projeto de juntas e a química do adesivo (ou da tinta/revestimento). As juntas coladas podem falhar de forma adesiva ou coesiva. O modo de falha refere-se ao mecanismo pelo qual uma junta colada se rompe ou falha em decorrência de tensão ou força aplicada. Quando as juntas falham, é fundamental identificar as causas subjacentes.
As juntas coladas podem falhar de forma adesiva ou coesiva
Falha adesiva
As falhas adesivas ocorrem na interface entre o adesivo e o aderente (substrato). O adesivo se separa completamente do substrato. Visualmente, haverá adesivo residual em qualquer ponto, presente em apenas uma das superfícies. As falhas adesivas quase sempre têm origem no processo de fabricação, como contaminação externa, migração de aditivos químicos para a linha de colagem, atributos de viscosidade e espessura da interface colada, cura inadequada, e as flutuações de temperatura podem gerar tensão excessiva nas juntas coladas devido às diferentes propriedades de expansão térmica. O adesivo precisa molhar adequadamente a superfície do substrato, caso contrário a resistência da colagem será inferior ao máximo possível.
Falha coesiva
A falha coesiva resulta na fratura do próprio adesivo e é caracterizada pela presença visual do material adesivo nas faces correspondentes de ambos os aderentes (substratos). A ligação entre o adesivo e os substratos é mais forte do que o próprio adesivo. As falhas coesivas que ocorrem em campo geralmente são causadas por projeto de junta inadequado.
Falha do substrato
A falha do substrato (ou falha do aderente) representa a resistência de colagem ideal, na qual o próprio material se rompe em vez da junta colada.
Falha em modo misto
As falhas em modo misto apresentam características tanto de falha adesiva quanto de falha coesiva, pois a interface está parcialmente degradada. Em essência, esse modo de falha é uma fase de transição na qual a resistência da junta colada é inferior à resistência de falha coesiva.
Como projetar juntas coladas resistentes para a fabricação
As juntas coladas falham por diversos motivos, incluindo projeto da peça, moldagem, materiais e armazenamento, pré-tratamento, montagem e condições de operação em campo. No cenário atual de fabricação global, os componentes são frequentemente produzidos em um país e enviados a outro para montagem. Somente esse protocolo já introduz fatores que dificultam a colagem.
Por que as juntas coladas falham?
As falhas de colagem adesiva podem ocorrer por diversas causas, incluindo projeto da peça, moldagem, materiais e armazenamento, pré-tratamento, montagem e condições de uso. No ambiente atual de fabricação global, os componentes são rotineiramente fabricados em um país e entregues a outro para montagem. Somente esse protocolo já introduz fatores que dificultam a colagem.
White papers
Publicações e referências aprofundadas sobre a ciência da adesão, preparação de superfícies e métodos de colagem.
Solucionando os problemas de adesão em plásticos
A ciência da solução dos problemas de adesão em plásticos
Métodos de colagem adesiva para PPS
Técnicas para medição da colagem adesiva
Métodos de pré-tratamento para molhabilidade de superfície
Webinar em destaque com Scott Sabreen
Neste webinar gravado, você vai aprofundar seu entendimento sobre a ciência por trás do pré-tratamento de superfície de diferentes plásticos e aprender a determinar as melhores soluções para os seus desafios de adesão.
Como as superfícies de polímeros e os ângulos de contato afetam a colagem adesiva
Clique em cada tópico para explorar os detalhes técnicos.
A morfologia e o processamento do polímero afetam diretamente a facilidade ou dificuldade das operações de colagem. Os plásticos semicristalinos geralmente são mais difíceis de colar do que os plásticos amorfos. Acetais, náilons, poliolefinas, PPS, policarbonatos, PTFE e borrachas/elastômeros apresentam os maiores desafios. Sprays de lubrificantes externos migratórios, como silicones, nunca devem ser usados em instalações de moldagem, pois são transportados pelo ar até todas as outras máquinas e se depositam sobre as peças moldadas.
A preparação de superfície é fundamental para alcançar alta resistência de colagem adesiva. As superfícies devem estar limpas e livres de contaminação por sujeira, graxa e óleos. Materiais de baixo peso molecular (LMWM), como silicones, produtos desmoldantes e agentes antideslizantes, prejudicam a colagem. Ao limpar superfícies plásticas, o excesso de solvente cria camadas limítrofes fracas, deixando um acúmulo de opacidade (haze) que prejudica a colagem. Ao utilizar o pré-tratamento por plasma, existem níveis ideais de molhabilidade — o tratamento excessivo e o tratamento insuficiente devem ser evitados.
Ângulos de contato e energia de superfície. Compreender o ângulo de contato e suas propriedades físicas de interação entre sólidos e líquidos fornece informações valiosas para determinar as condições ideais de molhabilidade da superfície para a colagem adesiva. Quanto maior a energia de superfície do substrato sólido em relação à tensão superficial de um líquido (água, tintas de impressão, adesivos, revestimentos etc.), melhor será sua "molhabilidade" e menor será o ângulo de contato. Os ângulos de contato são afetados tanto por mudanças na química de superfície quanto por mudanças na topografia da superfície.
O ângulo de contato de avanço é mais sensível aos componentes de baixa energia (não modificados) da superfície do substrato, enquanto o ângulo de recuo é mais sensível aos grupos oxidados de alta energia introduzidos pelos pré-tratamentos de superfície. Assim, o ângulo de recuo é, na verdade, a medida mais característica do componente modificado da superfície após os pré-tratamentos, conforme medido com soluções dyne. Por isso, é importante medir tanto o ângulo de contato de avanço quanto o de recuo em todos os materiais com superfície modificada.
Deixe a experiência da SABREEN beneficiar a sua empresa
The Sabreen Group é amplamente reconhecida internacionalmente como especialista em transformação secundária de plásticos. Desenvolvemos e implementamos soluções de processo robustas para todos os tipos de aplicações, inclusive aquelas que exigem confiabilidade extrema em ambientes severos — desde sistemas de ejeção de canopy de caças a jato, com missão crítica e zero defeitos, até drones, eletrônicos e estruturas submersas. A SABREEN, com mais de 40 anos de experiência prática e autora de mais de 150 publicações técnicas, oferece soluções de processo de colagem adesiva projetadas sob medida. Quando trabalhamos em seu local, levamos equipamentos de pré-tratamento por plasma e análise de superfície para demonstrar as soluções de adesão diretamente na sua linha de produção.
Traga a nós os seus maiores desafios de adesão
Ligue hoje mesmo para discutir a sua aplicação e as soluções da SABREEN, sem compromisso.
Solicite seu orçamento gratuito
Solicite seu orçamento gratuito
Scott Sabreen — Presidente e engenheiro-chefe, com mais de 30 anos de experiência. Fale conosco hoje mesmo para discutir sua aplicação e as soluções SABREEN sem compromisso e gratuitamente. Traga-nos seus desafios mais difíceis.
Telefone: +1 972-820-6777
