מחשבון אנרגיית פני שטח ורמת dyne
בדקו אם דיו, ציפוי או דבק ירטיבו את הפלסטיק שלכם, הפכו קריאות של זווית מגע לאנרגיית פני שטח, ועיינו ברמות dyne טיפוסיות של סוגי פלסטיק נפוצים.
האם תהיה הרטבה? מצע מול דיו, ציפוי או דבק
נוזל מרטיב משטח רק כאשר אנרגיית פני השטח גבוהה ממתח הפנים של הנוזל. כלל העבודה: הידבקות מקובלת מושגת כאשר הפלסטיק נמצא כ-8-10 dyn/cm מעל הדיו, הציפוי או הדבק. בחרו את הפלסטיק שלכם, או הזינו רמת dyne שמדדתם, ואת מה שיונח עליו.
תוצאה · dyn/cm
אנרגיית פני השטח גבוהה ממתח הפנים של הנוזל ב-8 dyn/cm לפחות - מרווח ה-8-10 dyn/cm שבו מושגת בדרך כלל הידבקות מקובלת. אמתו בניסוי עם הדיו, הציפוי או הדבק שבהם אתם משתמשים בפועל: הרטבה היא תנאי הכרחי, לא תנאי מספיק.
הנוזל עשוי להתפשט, אך עם מרווח קטן מ-8-10 dyn/cm צפו לנסיגת נוזל, לחורי סיכה ולהידבקות חלשה או לא עקבית. העלו את אנרגיית פני השטח בטיפול מקדים.
מתח הפנים של הנוזל גבוה מאנרגיית פני השטח של הפלסטיק, ולכן הוא מתכדר לטיפות במקום להתפשט - ושום זמן ייבוש, לחץ או שינוי פורמולציה לא ישנו את החשבון הזה. בצעו טיפול מקדים תחילה.
אנרגיית פני השטח היעד לנוזל זה: 42 dyn/cm ומעלה, כשהיא נמדדת בזמן ההדפסה, הציפוי או ההדבקה.
רוצים ש-Scott יבחן את התוצאה הזו?
הזינו את כתובת הדוא״ל שלכם ואם תרצו, שורה על החלק. הערכים שלמעלה יישלחו יחד עם ההודעה.
תודה. סקוט קיבל את ההודעה וישיב בדוא"ל, בדרך כלל בתוך יום עסקים אחד.
משהו השתבש. אנא שלחו דוא"ל ישירות אל [email protected] .
מזווית מגע לאנרגיית פני שטח (Owens–Wendt)
תמיסות dyne אומרות לכם עובר או נכשל. זוויות מגע אומרות לכם כמה אנרגיית פני שטח יש וכמה ממנה קוטבית - החלק שהטיפול המקדים מוסיף. מים ודייודומתאן הם הצמד המקובל: המים מספקים את התרומה הקוטבית, ודייודומתאן כמעט אינו קוטבי. המחשבון משתמש במודל Owens-Wendt-Rabel-Kaelble (OWRK); רשמו את המודל יחד עם התוצאה.
תוצאה · mN/m
קוטביות: 2% מהסך הכולל הוא קוטבי.
פוליאולפינים לא מטופלים הם כמעט כולם דיספרסיביים, עם חלק קוטבי הקרוב לאפס. טיפול בפלזמה, בלהבה ובקורונה מוסיף קבוצות קוטביות לפני השטח, וזה מה שמעלה את החלק הקוטבי.
המשוואה ונתוני הנוזלים שבהם המחשבון משתמש
כשכותבים אותה פעם אחת לכל נוזל, מתקבלות שתי משוואות בשני נעלמים — החלק הדיספרסיבי (γSᵈ) והחלק הקוטבי (γSᵖ) של אנרגיית פני השטח של המוצק. סכומם הוא הסך הכולל. ערכי הנוזלים (mN/m):
| נוזל | סך הכול | דיספרסיבי | קוטבי |
|---|---|---|---|
| מים | 72.8 | 21.8 | 51 |
| דייודומתאן (מתילן יודיד) | 50.8 | 50.8 | 0 |
| פורמאמיד | 58 | 39 | 19 |
| אתילן גליקול | 48 | 29 | 19 |
| גליצרול | 63.4 | 37 | 26.4 |
| 1-ברומונפתלן | 44.4 | 44.4 | 0 |
רוצים ש-Scott יבחן את התוצאה הזו?
הזינו את כתובת הדוא״ל שלכם ואם תרצו, שורה על החלק. הערכים שלמעלה יישלחו יחד עם ההודעה.
תודה. סקוט קיבל את ההודעה וישיב בדוא"ל, בדרך כלל בתוך יום עסקים אחד.
משהו השתבש. אנא שלחו דוא"ל ישירות אל [email protected] .
אנרגיית פני שטח של סוגי פלסטיק נפוצים
אנרגיות פני שטח טיפוסיות של פלסטיק לא מטופל, הטיפולים המקדימים המקובלים, וכמה זמן טיפול בפלזמת חמצן או אוויר נשאר בדרך כלל שמיש. הדרגה, חומרי מילוי, תוספים, חומר שחרור מתבנית ותנאי האחסון - כולם מזיזים את המספרים האלה. התייחסו אליהם כנקודת מוצא לתוכנית בדיקות, לא כמפרט.
| פלסטיק | אנרגיית פני שטח ללא טיפול dyn/cm = mN/m | מודפס / מודבק ללא טיפול? | טיפול מקדים מקובל | משך שמישות הטיפול לאחר פלזמת אוויר / O₂ |
|---|---|---|---|---|
| PTFE ופלואורופולימרים | 18-20 | לא | Pyrosil® או פלזמת גז קר | דקות עד שעות |
| סיליקון | כ-24 | לא | Pyrosil® | דקות עד שעות |
| פוליפרופילן (PP, OPP, BOPP) | 29-31 | לא | להבה (חלקים יצוקים), קורונה (יריעות), פלזמה אטמוספרית | שעות עד ימים ספורים |
| TPO ו-TPE אולפיני | 29-31 | לא | פלזמה אטמוספרית או פלזמת להבה | מהיר - יש להדביק בתוך שעות |
| פוליאתילן (LDPE, HDPE) | 30-31 | לא | להבה (חלקים יצוקים), קורונה (יריעות), פלזמה אטמוספרית | שעות עד ימים ספורים |
| PBT | כ-32 | נדרש טיפול תחילה | פלזמה אטמוספרית או פלזמת גז קר | ימים עד שבועות |
| PVC מרוכך (גמיש) | 33-38 | גבולי | פלזמה, ולאחר מכן הדבקה או הדפסה ללא דיחוי | מהיר |
| פוליסטירן (PS) | 33-38 | חלק מסוגי הדיו | להבה או פלזמה | — |
| אצטל (POM) | מתחת ל-36 | לא | פלזמת גז קר | — |
| ABS | 35-42 | לעיתים קרובות | ניקוי; להבה או פלזמה חשמלית לשם עקביות | שבוע עד כמה שבועות |
| אקריליק (PMMA) | 38-41 † | לעיתים קרובות | ניקוי; פלזמה חשמלית (להבה עלולה לעמם משטחים אופטיים) | שבוע עד כמה שבועות |
| PPS | כ-38 | לא | פלזמה אטמוספרית או פלזמת גז קר; Pyrosil® לחלונות זמן ארוכים בין טיפול להדבקה | ימים עד שבועות |
| PVC קשיח | כ-39 | לעיתים קרובות | ניקוי; פלזמה ליישומים תובעניים | — |
| Nylon (PA 6, PA 66) | 40-46 | לעיתים קרובות (חלקים יבשים) | קורונה, פלזמת אוויר או פלזמה אטמוספרית, להבה, פלזמת גז קר | ימים עד כשבועיים |
| פוליאימיד | כ-40 | חלק מהמערכות | פלזמה | — |
| PEEK | 40-44 † | גבולי | פלזמת גז קר או Pyrosil® | ימים עד שבועות |
| פוליאסטר (PET) | 41-44 | חלק מהמערכות | קורונה (יריעות), פלזמה | שבוע עד כמה שבועות |
| פוליסולפון (PSU) | כ-41 | לעיתים קרובות | ניקוי; פלזמה | — |
| פוליקרבונט (PC) | 42-46 | לעיתים קרובות | ניקוי; פלזמה חשמלית (להבה עלולה לעמם משטחים אופטיים) | שבוע עד כמה שבועות |
| PPO מותאם | כ-47 | לעיתים קרובות | ניקוי; פלזמה | — |
כיצד מודדים אנרגיית פני שטח
תמיסות ועטי dyne (ASTM D2578)
התחילו ברמת dyne גבוהה - 60 - ומשכו אותה לאורך פני השטח. אם הנוזל אינו מתפרק לטיפות בתוך שתי שניות, אנרגיית פני השטח היא לפחות ערך זה. אם הוא מתכדר מוקדם יותר, חזרו על הבדיקה עם הרמה הנמוכה הבאה עד שפס נשאר שלם. לעולם אל תבדקו שוב את אותה נקודה, רשמו את הטמפרטורה והלחות, מדדו לאורך החלק ולא בנקודה אחת, ובדקו מיד לאחר הטיפול המקדים ושוב בנקודת השימוש. תמיסות נשמרות 6-12 חודשים; עטים מתייבשים וסוטים. תמיסות הבדיקה מכילות 2-אתוקסיאתנול ופורמאמיד, ולכן יש לטפל בהן בזהירות - אין להטיל את הבדיקה על עובדות בהריון.
זווית מגע
גוניומטר מודד את הזווית שטיפת נוזל יוצרת עם פני השטח - השיטה שיש להשתמש בה כאשר צריך להגן על מספר. השתמשו בנפח טיפה קבוע של מיקרוליטרים ספורים, מדדו מהר, ובצעו כמה קריאות. מים לבדם הם בדיקה מהירה לטיפול:
| זווית מגע של מים | פני שטח | טיפוסי עבור |
|---|---|---|
| מתחת ל-30° | הרטבה טובה, הידרופילי | משטח שעבר טיפול טוב |
| 30-60° | הרטבה בינונית | פוליאולפין מטופל, או פולימר קוטבי לא מטופל |
| 60-90° | הרטבה חלשה | תרמופלסט הנדסי לא מטופל; גבולי להדבקה |
| 90-120° | ללא הרטבה, הידרופובי | פוליאולפין לא מטופל |
| מעל 120° | הידרופובי מאוד | פלואורופולימר, סיליקון - או משטח מזוהם בסיליקון |
קריאה טובה אינה כל הסיפור
טיפול מקדים משפעל כל מה שנמצא על פני השטח, כולל זיהום, ותמיסת dyne תקרא בלי שום קושי מזהם משופעל. אם רמת ה-dyne טובה וההדבקה עדיין נכשלת, חפשו זיהום לפני שאתם מעלים את רמת הטיפול - הכלי לאיתור תקלות בכשלי הידבקות מנחה אתכם בתהליך.
הטיפול דועך - מדדו בנקודת השימוש
טיפול בפלזמה, בלהבה ובקורונה אינו קבוע: שרשראות הפולימר משנות את כיוונן ותוספים נודדים אל פני השטח. בפוליאולפין רוב האובדן מתרחש ב-24 השעות הראשונות, ואחסון חם מאיץ אותו. הטבלה שלמעלה מציגה חלונות שמישות טיפוסיים; כדי לקבוע את שלכם, מדדו חלקים מטופלים לאחר 0, 1, 4 ו-24 שעות ולאחר 3, 7, 14 ו-28 ימים בתנאי אחסון אמיתיים, ולאחר מכן כתבו במפרט התהליך זמן מרבי בין טיפול להדבקה. ראו כמה זמן נמשך טיפול בפלזמה.
שאלות נפוצות
איזו רמת dyne דרושה להדפסה או להדבקה של פלסטיק?
ככלל, הידבקות מקובלת מושגת כאשר אנרגיית פני השטח של הפלסטיק גבוהה בכ-8-10 dyn/cm ממתח הפנים של הדיו, הציפוי או הדבק. עבור רוב סוגי הדיו והדבקים על פוליאולפינים פירוש הדבר 38-44 dyn/cm; דיו הזרקה בריפוי UV דורש בדרך כלל 42 ומעלה, יריעות PET מטופלות ל-46-52, והדבקות מבניות עשויות לדרוש הרבה יותר - Nylon 50-54 dyn/cm, PPS עם אפוקסי לפחות 48-54. אמתו את הערך בניסוי עם הכימיה שבה אתם משתמשים בפועל.
האם dyn/cm זהה ל-mN/m?
כן. 1 dyn/cm שווה ל-1 mN/m. רמות dyne (dyn/cm) הן היחידה המסורתית בדפוס ובעיבוד יריעות; mN/m היא יחידת SI המשמשת בעבודה עם זוויות מגע.
מהי אנרגיית פני השטח של פוליפרופילן?
פוליפרופילן לא מטופל הוא כ-29-31 dyn/cm (mN/m), כמעט כולו דיספרסיבי. זה מתחת למתח הפנים של כמעט כל דיו ודבק, ולכן PP עובר טיפול בלהבה, בקורונה או בפלזמה לפני הדפסה או הדבקה.
האם עטי dyne מדויקים כמו מדידת זווית מגע?
לא. תמיסות ועטי dyne הם בדיקות ייצור מהירות, אך הם קריאה סובייקטיבית של השאלה אם שכבת הנוזל מחזיקה שתי שניות, ועטים מתיישנים. גוניומטריית זווית מגע נותנת מספר שאפשר להגן עליו, ועם שני נוזלים היא מפרידה בין החלק הקוטבי לחלק הדיספרסיבי של אנרגיית פני השטח.
כמה זמן נמשך טיפול בפלזמה או בקורונה?
מדקות ועד שבועות, בהתאם לפולימר, לתוספים שלו ולאחסון. חלונות שמישות טיפוסיים לאחר פלזמת חמצן או אוויר: סיליקונים ופלואורופולימרים - דקות עד שעות; PP ו-PE - שעות עד ימים ספורים; Nylon - ימים עד כשבועיים; ABS, PC, PET ו-PMMA - שבוע עד כמה שבועות. אחסון חם ותוספי החלקה מקצרים אותם. טיפול ב-Pyrosil® נשאר בדרך כלל שמיש במשך שבועות עד חודשים.
להעמקה
פני השטח עדיין אינם מקבלים דיו או דבק?
Scott Sabreen פותר בעיות הידבקות בפלסטיק כבר יותר מ-30 שנה. תארו את החלק, החומר והתהליך, והוא יאמר לכם היכן לחפש.
כלים נוספים ללא עלות: כלי לאיתור תקלות בכשלי הידבקות · טבלת סימון בלייזר של פלסטיק · כל הכלים ההנדסיים
