Máy tính năng lượng bề mặt & mức dyne
Kiểm tra xem mực, lớp phủ hoặc keo dán có thấm ướt được nhựa của quý khách không, quy đổi kết quả đo góc tiếp xúc thành năng lượng bề mặt, và tra cứu mức dyne điển hình của các loại nhựa thông dụng.
Có thấm ướt không? Vật liệu nền so với mực, lớp phủ hoặc keo dán
Chất lỏng chỉ thấm ướt bề mặt khi năng lượng bề mặt cao hơn sức căng bề mặt của chất lỏng. Quy tắc thực hành: đạt độ bám dính chấp nhận được khi nhựa cao hơn mực, lớp phủ hoặc keo dán khoảng 8-10 dyn/cm. Chọn loại nhựa, hoặc nhập mức dyne quý khách đã đo, và vật liệu sẽ phủ lên nó.
Kết quả · dyn/cm
Năng lượng bề mặt cao hơn sức căng bề mặt của chất lỏng ít nhất 8 dyn/cm - biên độ 8-10 dyn/cm mà ở đó thường đạt được độ bám dính chấp nhận được. Hãy xác nhận bằng thử nghiệm với chính loại mực, lớp phủ hoặc keo dán của quý khách: thấm ướt là điều kiện cần, chưa phải điều kiện đủ.
Chất lỏng có thể loang ra, nhưng với biên độ dưới 8-10 dyn/cm, hãy lường trước hiện tượng co rút (crawling), lỗ kim và độ bám dính yếu hoặc không ổn định. Hãy nâng năng lượng bề mặt bằng tiền xử lý bề mặt.
Sức căng bề mặt của chất lỏng cao hơn năng lượng bề mặt của nhựa, nên chất lỏng co thành giọt thay vì loang ra - và không thời gian khô, áp lực hay điều chỉnh công thức nào thay đổi được phép tính đó. Hãy tiền xử lý trước.
Năng lượng bề mặt mục tiêu cho chất lỏng này: 42 dyn/cm trở lên, đo tại thời điểm in, phủ hoặc dán keo.
Quý khách muốn Scott xem xét kết quả này?
Vui lòng nhập email và, nếu muốn, một dòng mô tả chi tiết. Các số liệu ở trên sẽ được gửi kèm tin nhắn của quý khách.
Cảm ơn quý khách. Scott đã nhận được tin nhắn và sẽ trả lời qua email, thường trong vòng một ngày làm việc.
Đã xảy ra lỗi. Vui lòng gửi email trực tiếp đến [email protected] .
Từ góc tiếp xúc sang năng lượng bề mặt (Owens–Wendt)
Dung dịch dyne cho biết đạt hay không đạt. Góc tiếp xúc cho biết năng lượng bề mặt là bao nhiêu và bao nhiêu phần trong đó là phân cực - phần mà tiền xử lý bề mặt bổ sung. Nước và điiodometan là cặp thông dụng: nước cung cấp thành phần phân cực, điiodometan gần như không phân cực. Máy tính này dùng mô hình Owens-Wendt-Rabel-Kaelble (OWRK); hãy ghi lại mô hình cùng với kết quả.
Kết quả · mN/m
Độ phân cực: 2% tổng năng lượng là thành phần phân cực.
Polyolefin chưa xử lý gần như hoàn toàn là thành phần phân tán, thành phần phân cực gần bằng 0. Xử lý plasma, ngọn lửa và corona bổ sung các nhóm phân cực lên bề mặt, chính điều này làm tăng thành phần phân cực.
Phương trình và dữ liệu chất lỏng mà máy tính này sử dụng
Viết cho từng chất lỏng, ta có hai phương trình với hai ẩn số — thành phần phân tán (γSᵈ) và phân cực (γSᵖ) của năng lượng bề mặt chất rắn. Tổng của chúng là năng lượng bề mặt toàn phần. Giá trị của chất lỏng (mN/m):
| Chất lỏng | Tổng | Phân tán | Phân cực |
|---|---|---|---|
| Nước | 72.8 | 21.8 | 51 |
| Điiodometan (metylen iodua) | 50.8 | 50.8 | 0 |
| Formamit | 58 | 39 | 19 |
| Etylen glycol | 48 | 29 | 19 |
| Glyxerol | 63.4 | 37 | 26.4 |
| 1-Bromonaphtalen | 44.4 | 44.4 | 0 |
Quý khách muốn Scott xem xét kết quả này?
Vui lòng nhập email và, nếu muốn, một dòng mô tả chi tiết. Các số liệu ở trên sẽ được gửi kèm tin nhắn của quý khách.
Cảm ơn quý khách. Scott đã nhận được tin nhắn và sẽ trả lời qua email, thường trong vòng một ngày làm việc.
Đã xảy ra lỗi. Vui lòng gửi email trực tiếp đến [email protected] .
Năng lượng bề mặt của các loại nhựa thông dụng
Năng lượng bề mặt điển hình của nhựa chưa xử lý, các phương pháp tiền xử lý thường dùng, và thời gian một lần xử lý plasma oxy hoặc không khí thường còn hiệu lực. Mác nhựa, chất độn, phụ gia, chất tách khuôn và điều kiện bảo quản đều làm thay đổi các con số này - hãy coi chúng là điểm khởi đầu cho kế hoạch thử nghiệm, không phải thông số kỹ thuật.
| Nhựa | Năng lượng bề mặt khi chưa xử lý dyn/cm = mN/m | In / dán keo được khi chưa xử lý? | Tiền xử lý thông dụng | Thời gian xử lý còn hiệu lực sau plasma không khí / O₂ |
|---|---|---|---|---|
| PTFE và fluoropolymer | 18-20 | Không | Pyrosil® hoặc plasma khí lạnh | Vài phút đến vài giờ |
| Silicone | khoảng 24 | Không | Pyrosil® | Vài phút đến vài giờ |
| Nhựa polypropylene (PP, OPP, BOPP) | 29-31 | Không | Xử lý ngọn lửa (chi tiết đúc), corona (màng), plasma khí quyển | Vài giờ đến vài ngày |
| TPO và TPE gốc olefin | 29-31 | Không | Plasma khí quyển hoặc plasma ngọn lửa | Nhanh - dán keo trong vòng vài giờ |
| Nhựa polyethylene (LDPE, HDPE) | 30-31 | Không | Xử lý ngọn lửa (chi tiết đúc), corona (màng), plasma khí quyển | Vài giờ đến vài ngày |
| PBT | khoảng 32 | Cần xử lý trước | Plasma khí quyển hoặc plasma khí lạnh | Vài ngày đến vài tuần |
| PVC hóa dẻo (mềm) | 33-38 | Sát ngưỡng | Plasma, sau đó dán keo hoặc in ngay | Nhanh |
| Polystyrene (PS) | 33-38 | Một số loại mực | Ngọn lửa hoặc plasma | — |
| Nhựa acetal (POM) | dưới 36 | Không | Plasma khí lạnh | — |
| ABS | 35-42 | Thường được | Làm sạch; xử lý ngọn lửa hoặc plasma điện để đảm bảo ổn định | Một đến vài tuần |
| Nhựa acrylic (PMMA, còn gọi là mica) | 38-41 † | Thường được | Làm sạch; plasma điện (ngọn lửa có thể làm mờ bề mặt quang học) | Một đến vài tuần |
| PPS | khoảng 38 | Không | Plasma khí quyển hoặc plasma khí lạnh; Pyrosil® khi cần khoảng thời gian dài từ xử lý đến dán keo | Vài ngày đến vài tuần |
| PVC cứng | khoảng 39 | Thường được | Làm sạch; plasma cho yêu cầu khắt khe | — |
| Nylon (PA 6, PA 66) | 40-46 | Thường được (chi tiết khô) | Corona, plasma không khí hoặc plasma khí quyển, ngọn lửa, plasma khí lạnh | Vài ngày đến khoảng hai tuần |
| Polyimide | khoảng 40 | Một số hệ | Plasma | — |
| PEEK | 40-44 † | Sát ngưỡng | Plasma khí lạnh hoặc Pyrosil® | Vài ngày đến vài tuần |
| Polyester (PET) | 41-44 | Một số hệ | Corona (màng), plasma | Một đến vài tuần |
| Polysulfone (PSU) | khoảng 41 | Thường được | Làm sạch; plasma | — |
| Polycarbonate (PC) | 42-46 | Thường được | Làm sạch; plasma điện (ngọn lửa có thể làm mờ bề mặt quang học) | Một đến vài tuần |
| PPO biến tính | khoảng 47 | Thường được | Làm sạch; plasma | — |
Cách đo năng lượng bề mặt
Dung dịch và bút thử dyne (ASTM D2578)
Bắt đầu với mức dyne cao - 60 - và kẻ một vệt lên bề mặt. Nếu chất lỏng không vỡ thành giọt trong vòng hai giây, năng lượng bề mặt ít nhất bằng giá trị đó. Nếu nó co thành giọt sớm hơn, lặp lại với mức thấp hơn kế tiếp cho đến khi vệt giữ nguyên. Không bao giờ thử lại cùng một vị trí, ghi lại nhiệt độ và độ ẩm, đo trên toàn chi tiết thay vì tại một điểm, và thử ngay sau tiền xử lý rồi thử lại tại thời điểm sử dụng. Dung dịch dùng được 6-12 tháng; bút thử bị khô và sai lệch dần. Dung dịch thử chứa 2-etoxyetanol và formamit, vì vậy phải thao tác cẩn thận - người lao động đang mang thai không được thực hiện phép thử này.
Góc tiếp xúc
Máy đo góc tiếp xúc (goniometer) đo góc mà một giọt chất lỏng tạo với bề mặt - phương pháp nên dùng khi cần một con số có thể bảo vệ được. Dùng thể tích giọt cố định khoảng vài microlit, đo nhanh và lấy nhiều lần đọc. Chỉ riêng nước đã là phép kiểm tra nhanh hiệu quả xử lý:
| Góc tiếp xúc với nước | Bề mặt | Điển hình cho |
|---|---|---|
| Dưới 30° | Thấm ướt tốt, ưa nước | Bề mặt đã được xử lý tốt |
| 30-60° | Thấm ướt trung bình | Polyolefin đã xử lý, hoặc polymer phân cực chưa xử lý |
| 60-90° | Thấm ướt kém | Nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật chưa xử lý; sát ngưỡng để dán keo |
| 90-120° | Không thấm ướt, kỵ nước | Polyolefin chưa xử lý |
| Trên 120° | Kỵ nước mạnh | Fluoropolymer, silicone - hoặc bề mặt nhiễm silicone |
Kết quả đo tốt chưa phải là tất cả
Tiền xử lý hoạt hóa mọi thứ có trên bề mặt, kể cả chất nhiễm bẩn, và dung dịch dyne vẫn cho kết quả tốt trên một chất nhiễm bẩn đã được hoạt hóa. Nếu mức dyne tốt mà mối dán vẫn hỏng, hãy tìm chất nhiễm bẩn trước khi tăng mức xử lý - công cụ chẩn đoán lỗi bám dính hướng dẫn từng bước.
Hiệu quả xử lý suy giảm - hãy đo tại thời điểm sử dụng
Xử lý plasma, ngọn lửa và corona không có hiệu quả vĩnh viễn: các mạch polymer định hướng lại và phụ gia di chuyển lên bề mặt. Trên polyolefin, phần lớn sự suy giảm xảy ra trong 24 giờ đầu, và bảo quản ở nơi ấm làm quá trình này nhanh hơn. Bảng trên cho khoảng thời gian sử dụng điển hình; để tự xác lập, hãy đo các chi tiết đã xử lý tại 0, 1, 4 và 24 giờ và tại 3, 7, 14 và 28 ngày trong điều kiện bảo quản thực tế, sau đó ghi thời gian tối đa từ xử lý đến dán keo vào thông số quy trình. Xem hiệu quả xử lý plasma kéo dài bao lâu.
Câu hỏi thường gặp
Cần mức dyne bao nhiêu để in hoặc dán keo trên nhựa?
Theo quy tắc chung, độ bám dính chấp nhận được đạt được khi năng lượng bề mặt của nhựa cao hơn sức căng bề mặt của mực, lớp phủ hoặc keo dán khoảng 8-10 dyn/cm. Với hầu hết các loại mực và keo dán trên polyolefin, điều đó có nghĩa là 38-44 dyn/cm; mực in phun UV thường cần từ 42 trở lên, màng PET được xử lý lên 46-52, và mối dán kết cấu có thể cần cao hơn nhiều - nylon 50-54 dyn/cm, PPS với epoxy ít nhất 48-54. Hãy xác nhận con số này bằng thử nghiệm với chính hệ hóa chất của quý khách.
dyn/cm có giống mN/m không?
Có. 1 dyn/cm bằng 1 mN/m. Mức dyne (dyn/cm) là đơn vị truyền thống trong ngành in và gia công màng; mN/m là đơn vị SI dùng trong đo góc tiếp xúc.
Năng lượng bề mặt của polypropylene là bao nhiêu?
Polypropylene chưa xử lý khoảng 29-31 dyn/cm (mN/m), gần như hoàn toàn là thành phần phân tán. Mức này thấp hơn sức căng bề mặt của hầu hết các loại mực và keo dán, vì vậy PP được xử lý ngọn lửa, corona hoặc plasma trước khi in hoặc dán keo.
Bút thử dyne có chính xác bằng đo góc tiếp xúc không?
Không. Dung dịch và bút thử dyne là phép kiểm tra nhanh trong sản xuất, nhưng đó là cách đọc chủ quan xem màng chất lỏng có giữ được hai giây hay không, và bút thử bị lão hóa. Đo góc tiếp xúc bằng goniometer cho một con số có thể bảo vệ được, và khi dùng hai chất lỏng sẽ tách được thành phần phân cực và phân tán của năng lượng bề mặt.
Hiệu quả xử lý plasma hoặc corona kéo dài bao lâu?
Từ vài phút đến vài tuần, tùy thuộc vào polymer, phụ gia và điều kiện bảo quản. Khoảng thời gian sử dụng điển hình sau xử lý plasma oxy hoặc không khí: silicone và fluoropolymer vài phút đến vài giờ; PP và PE vài giờ đến vài ngày; nylon vài ngày đến khoảng hai tuần; ABS, PC, PET và PMMA một đến vài tuần. Bảo quản ở nơi ấm và phụ gia trợ trượt làm rút ngắn các khoảng này. Hiệu quả xử lý Pyrosil® thường duy trì từ vài tuần đến vài tháng.
Tìm hiểu sâu hơn
Bề mặt vẫn không bám mực hoặc keo dán?
Scott Sabreen đã giải quyết các vấn đề bám dính trên nhựa trong hơn 30 năm. Hãy mô tả chi tiết, vật liệu và quy trình, ông sẽ chỉ ra quý khách cần tìm nguyên nhân ở đâu.
Các công cụ miễn phí khác: Công cụ chẩn đoán lỗi bám dính · Bảng tra khắc laser trên nhựa · Tất cả công cụ kỹ thuật
