Mühendislik Araçları

Yüzey Enerjisi ve Dyne Seviyesi Hesaplayıcısı

Bir mürekkebin, kaplamanın veya yapıştırıcının plastiğinizi ıslatıp ıslatmayacağını kontrol edin, temas açısı okumalarını yüzey enerjisine dönüştürün ve yaygın plastiklerin tipik dyne seviyelerine bakın.

Islatacak mı? Altlık malzeme ile mürekkep, kaplama veya yapıştırıcı karşılaştırması

Bir sıvı, bir yüzeyi yalnızca yüzey enerjisi sıvının yüzey geriliminden yüksek olduğunda ıslatır. Pratik kural: plastik, mürekkep, kaplama veya yapıştırıcıdan yaklaşık 8-10 dyn/cm daha yüksek olduğunda kabul edilebilir yapışma sağlanır. Plastiğinizi seçin veya ölçtüğünüz bir dyne seviyesini girin ve üzerine ne uygulanacağını belirtin.

1. Plastiğiniz
veya
Ölçülmüş bir değer (dyne kalemi veya temas açısı) her zaman tipik bir değerden daha güvenilirdir — işlem görmüş, dolgulu ve geri dönüştürülmüş tipler büyük farklılık gösterir.
2. Üzerine ne uygulanacak
veya
Listelenen değerler tipiktir. Gerçek yüzey gerilimini tedarikçinizin teknik veri sayfası (TDS) verir - elinizde varsa onu kullanın.

Sonuç · dyn/cm

29Yüzey: PP
32Sıvı
-3Marj (hedef +10)
Islatmaz

Sıvının yüzey gerilimi plastiğin yüzey enerjisinden yüksek olduğu için sıvı yayılmak yerine boncuklanır - ve hiçbir kuruma süresi, basınç veya formülasyon değişikliği bu hesabı değiştirmez. Önce ön işlem uygulayın.

Bu sıvı için hedef yüzey enerjisi: 42 dyn/cm veya üzeri (baskı, kaplama veya yapıştırma anında ölçülen değer).

PP: İşlem görmemiş PP yaklaşık 29-31 dyn/cm'dir; bu değer neredeyse tüm mürekkep ve yapıştırıcıların altındadır, dolayısıyla ön işlem fiilen zorunludur. Tipik hedefler 38-44 dyn/cm'dir. Kaydırıcı katkı içeren tipler, işlemin etkisinin büyük kısmını 24 saat içinde kaybedebilir.

Scott'un bu sonucu incelemesini ister misiniz?

E-posta adresinizi ve isterseniz parça hakkında bir satır ekleyin. Yukarıdaki değerler mesajınızla birlikte gönderilir.

Temas açısından yüzey enerjisine (Owens–Wendt)

Dyne çözeltileri size yalnızca geçti veya kaldı bilgisini verir. Temas açıları ise ne kadar yüzey enerjisi olduğunu ve bunun ne kadarının polar olduğunu - yani ön işlemin eklediği kısmı - gösterir. Su ve diiyodometan olağan çifttir: su polar katkıyı sağlar, diiyodometan ise esasen apolardır. Bu hesaplayıcı Owens-Wendt-Rabel-Kaelble (OWRK) modelini kullanır; sonucunuzla birlikte kullanılan modeli de kaydedin.

Test sıvısı 1 (Polar sıvı)
Test sıvısı 2 (Apolar sıvı)
Her sıvı için aynı yüzeyde ölçülen en az beş damlanın ortalamasını kullanın.

Sonuç · mN/m

35Toplam
34.3Dispersif bileşen
0.7Polar bileşen

Polarite: toplamın 2% kadarı polardır.

İşlem görmemiş poliolefinler neredeyse tamamen dispersiftir ve polar bileşenleri sıfıra yakındır. Plazma, alev ve korona işlemi yüzeye polar gruplar ekler; polar bileşeni yükselten de budur.

Bu hesaplayıcının kullandığı denklem ve sıvı verileri
γL (1 + cos θ) / 2 = √(γSᵈ · γLᵈ) + √(γSᵖ · γLᵖ)

Her sıvı için bir kez yazıldığında bu, iki bilinmeyenli iki denklem verir — katının yüzey enerjisinin dispersif (γSᵈ) ve polar (γSᵖ) bileşenleri. Bunların toplamı, toplam yüzey enerjisidir. Sıvı değerleri (mN/m):

SıvıToplamDispersifPolar
Su72.821.851
Diiyodometan (metilen iyodür)50.850.80
Formamit583919
Etilen glikol482919
Gliserol63.43726.4
1-Bromonaftalen44.444.40

Scott'un bu sonucu incelemesini ister misiniz?

E-posta adresinizi ve isterseniz parça hakkında bir satır ekleyin. Yukarıdaki değerler mesajınızla birlikte gönderilir.

Yaygın plastiklerin yüzey enerjisi

İşlem görmemiş plastiklerin tipik yüzey enerjileri, normalde kullanılan ön işlemler ve bir oksijen veya hava plazması işleminin tipik olarak ne kadar süre kullanılabilir kaldığı. Tip, dolgular, katkı maddeleri, kalıp ayırıcı ve depolama koşulları bu sayıları değiştirir - bunları bir şartname olarak değil, bir test planının başlangıç noktası olarak kabul edin.

Yüzey enerjileri Sabreen'in yayımlanmış verilerinden alınmıştır; † = Sabreen'in veri yayımlamadığı durumlarda tipik literatür değeri. Hesaplayıcı her aralığın alt sınırını kullanır. 1 dyn/cm = 1 mN/m.
Plastik İşlemsiz yüzey enerjisi dyn/cm = mN/m İşlemsiz basılır / yapıştırılır mı? Olağan ön işlem İşlemin kullanılabilir kalma süresi hava / O₂ plazması sonrası
PTFE ve floropolimerler 18-20 Hayır Pyrosil® veya soğuk gaz plazması Dakikalardan saatlere
Silikon yaklaşık 24 Hayır Pyrosil® Dakikalardan saatlere
Polipropilen (PP, OPP, BOPP) 29-31 Hayır Alev (kalıplanmış parçalar), korona (film), atmosferik plazma Saatlerden birkaç güne
TPO ve olefinik TPE 29-31 Hayır Atmosferik veya alev plazması Hızlı - saatler içinde yapıştırın
Polietilen (LDPE, HDPE) 30-31 Hayır Alev (kalıplanmış parçalar), korona (film), atmosferik plazma Saatlerden birkaç güne
PBT yaklaşık 32 Önce işlem gerekir Atmosferik veya soğuk gaz plazması Günlerden haftalara
PVC, plastifiyanlı (esnek) 33-38 Sınırda Plazma, ardından vakit kaybetmeden yapıştırın veya basın Hızlı
Polistiren (PS) 33-38 Bazı mürekkepler Alev veya plazma —
Asetal (POM) 36'nın altında Hayır Soğuk gaz plazması —
ABS 35-42 Çoğunlukla Temizlik; tutarlılık için alev veya elektriksel plazma Bir ila birkaç hafta
Akrilik (PMMA) 38-41 † Çoğunlukla Temizlik; elektriksel plazma (alev optik yüzeyleri bulandırabilir) Bir ila birkaç hafta
PPS yaklaşık 38 Hayır Atmosferik veya soğuk gaz plazması; işlemden yapıştırmaya kadar uzun süreler için Pyrosil® Günlerden haftalara
PVC, sert yaklaşık 39 Çoğunlukla Temizlik; zorlu işler için plazma —
Naylon (PA 6, PA 66) 40-46 Çoğunlukla (kuru parçalar) Korona, hava veya atmosferik plazma, alev, soğuk gaz plazması Birkaç gün ila yaklaşık iki hafta
Poliimit yaklaşık 40 Bazı sistemler Plazma —
PEEK 40-44 † Sınırda Soğuk gaz plazması veya Pyrosil® Günlerden haftalara
Polyester (PET) 41-44 Bazı sistemler Korona (film), plazma Bir ila birkaç hafta
Polisülfon (PSU) yaklaşık 41 Çoğunlukla Temizlik; plazma —
Polikarbonat (PC) 42-46 Çoğunlukla Temizlik; elektriksel plazma (alev optik yüzeyleri bulandırabilir) Bir ila birkaç hafta
Modifiye PPO yaklaşık 47 Çoğunlukla Temizlik; plazma —

Yüzey enerjisi nasıl ölçülür

Dyne çözeltileri ve kalemleri (ASTM D2578)

Yüksek bir dyne seviyesiyle - 60 - başlayın ve çözeltiyi yüzey boyunca sürün. Sıvı iki saniye içinde damlacıklara ayrılmazsa yüzey enerjisi en az bu değerdedir. Daha erken boncuklanırsa, bir şerit bozulmadan kalana kadar bir alt seviyeyle tekrarlayın. Aynı noktayı asla yeniden test etmeyin, sıcaklığı ve nemi kaydedin, tek bir noktada değil parça boyunca ölçün ve ön işlemden hemen sonra ve tekrar kullanım noktasında test edin. Çözeltiler 6-12 ay dayanır; kalemler kurur ve sapma gösterir. Test çözeltileri 2-etoksietanol ve formamit içerir, bu nedenle dikkatle kullanın - hamile çalışanlar bu testi yapmamalıdır.

Temas açısı

Gonyometre, bir sıvı damlasının yüzeyle yaptığı açıyı ölçer - bir sayının savunulması gerektiğinde kullanılacak yöntem budur. Birkaç mikrolitrelik sabit bir damla hacmi kullanın, hızlı ölçün ve birkaç okuma alın. Tek başına su, hızlı bir işlem kontrolü sağlar:

Su temas açısıYüzeyTipik örnek
30°'nin altındaİyi ıslanmış, hidrofilikİyi işlem görmüş bir yüzey
30-60°Orta düzeyde ıslanmışİşlem görmüş poliolefin veya işlem görmemiş polar bir polimer
60-90°Zayıf ıslanmışİşlem görmemiş mühendislik termoplastiği; yapıştırma için sınırda
90-120°Islanmayan, hidrofobikİşlem görmemiş poliolefin
120°'nin üzerindeGüçlü hidrofobikFloropolimer, silikon - veya silikonla kirlenmiş bir yüzey

İyi bir okuma her şeyi anlatmaz

Ön işlem, kirlenme dahil yüzeyde ne varsa onu aktive eder ve bir dyne çözeltisi aktive olmuş bir kirleticiyi de rahatlıkla okur. Dyne seviyesi iyi olduğu hâlde bağlantı yine de başarısız oluyorsa, işlem seviyesini yükseltmeden önce kirlenmeyi arayın - yapışma sorunları teşhis aracı bu süreçte size adım adım yol gösterir.

İşlemin etkisi azalır - kullanım noktasında ölçün

Plazma, alev ve korona işlemi kalıcı değildir: polimer zincirleri yeniden yönlenir ve katkı maddeleri yüzeye göç eder. Bir poliolefinde kaybın büyük kısmı ilk 24 saatte gerçekleşir ve sıcak depolama bunu hızlandırır. Yukarıdaki tablo tipik kullanılabilirlik sürelerini verir; kendi sürenizi belirlemek için işlem görmüş parçaları gerçek depolama koşullarında 0, 1, 4 ve 24. saatlerde ve 3, 7, 14 ve 28. günlerde ölçün, ardından proses şartnamesine işlemden yapıştırmaya kadar izin verilen azami süreyi yazın. Plazma işleminin ne kadar süre etkili kaldığı konusuna bakın.

Sıkça sorulan sorular

Plastiğe baskı veya yapıştırma için hangi dyne seviyesi gerekir?

Kural olarak, plastiğin yüzey enerjisi mürekkebin, kaplamanın veya yapıştırıcının yüzey geriliminden yaklaşık 8-10 dyn/cm yüksek olduğunda kabul edilebilir yapışma sağlanır. Poliolefinler üzerindeki çoğu mürekkep ve yapıştırıcı için bu, 38-44 dyn/cm anlamına gelir; UV mürekkep püskürtmeli baskı mürekkepleri tipik olarak 42 veya üzerini ister, PET film 46-52'ye kadar işlenir ve yapısal bağlantılar çok daha fazlasını gerektirebilir - naylon 50-54 dyn/cm, epoksi ile PPS en az 48-54. Değeri gerçek kimyanızla yapacağınız bir denemeyle doğrulayın.

dyn/cm ile mN/m aynı mıdır?

Evet. 1 dyn/cm, 1 mN/m'ye eşittir. Dyne seviyeleri (dyn/cm) baskı ve dönüştürme (converting) sektöründe geleneksel birimdir; mN/m ise temas açısı çalışmalarında kullanılan SI birimidir.

Polipropilenin yüzey enerjisi nedir?

İşlem görmemiş polipropilen yaklaşık 29-31 dyn/cm'dir (mN/m) ve neredeyse tamamen dispersiftir. Bu değer neredeyse tüm mürekkep ve yapıştırıcıların yüzey geriliminin altındadır; PP'ye baskı veya yapıştırma öncesinde alev, korona veya plazma işlemi uygulanmasının nedeni budur.

Dyne kalemleri temas açısı ölçümü kadar doğru mudur?

Hayır. Dyne çözeltileri ve kalemleri hızlı üretim kontrolleridir, ancak bir filmin iki saniye boyunca bozulmadan kalıp kalmadığına dair öznel bir okuma sunarlar ve kalemler zamanla eskir. Temas açısı gonyometrisi savunulabilir bir sayı verir ve iki sıvıyla yüzey enerjisinin polar ve dispersif bileşenlerini birbirinden ayırır.

Plazma veya korona işlemi ne kadar süre etkili kalır?

Polimere, katkı maddelerine ve depolamaya bağlı olarak dakikalardan haftalara kadar. Oksijen veya hava plazmasından sonra tipik kullanılabilirlik süreleri: silikonlar ve floropolimerler için dakikalardan saatlere; PP ve PE için saatlerden birkaç güne; naylon için birkaç günden yaklaşık iki haftaya; ABS, PC, PET ve PMMA için bir ila birkaç hafta. Sıcak depolama ve kaydırıcı katkılar bu süreleri kısaltır. Pyrosil® işlemi tipik olarak haftalarca ila aylarca kullanılabilir kalır.

Yüzeyiniz hâlâ mürekkep veya yapıştırıcı tutmuyor mu?

Scott Sabreen, 30 yılı aşkın süredir plastiklerdeki yapışma sorunlarını çözmektedir. Parçayı, malzemeyi ve prosesi tarif edin; size nereye bakmanız gerektiğini söylesin.

Scott Sabreen ile görüşün
Scott Sabreen

Scott Sabreen
Başkan ve Baş Mühendis
30 yılı aşkın uzmanlık

Sorununuzu iki cümleyle anlatın. Scott Sabreen bizzat yanıtlar, genellikle bir iş günü içinde.

Gönderim başarılı!

Teşekkürler. Mesajınız Scott'a ulaştı; genellikle bir iş günü içinde e-postayla yanıt verecektir.

Talebinizi aldık

Talebinizi aldık ve kısa süre içinde sizinle iletişime geçeceğiz.

🌐 Türkçe ▴