Hidrofobik geri dönüş

Hidrofobik geri dönüş

Önemli noktalar

• İşlenmiş yüzeyler işlenmiş kalmaz. İşlenmiş bir polimer, işlem durduğu andan itibaren işlenmemiş yüzey enerjisine doğru geri kayar.
• Dört mekanizma bunu yürütür: polar grupların kütle içine yeniden yönelmesi, oksitlenmiş parçacıkların göçü, katkı maddesi çiçeklenmesi ve havadan gelen kirlilik.
• Bozunma önce hızlı, sonra yavaştır. Kaybın büyük bölümü ilk saatler ile günlerde yaşanır; sonrasındaki plato, mürekkebin veya yapıştırıcının karşılaştığı seviyedir.
• Pencere bir şartname maddesidir. Poliolefinler mürekkep sınıfı seviyeyi saatlerden günlere, PET, PC ve ABS haftalardan aylara, silikon kauçuk ise dakikalardan saatlere kadar korur.

Hidrofobik geri dönüş

Hidrofobik geri dönüş; plazma, korona veya alevle işlenmiş bir polimer yüzeyinde, oksidasyonla oluşan polar grupların gömülmesi, örtülmesi veya seyrelmesi sonucu yüzey enerjisinin işlemden sonra kademeli olarak kaybedilmesi ve yüzeyin özgün düşük enerjili, suyu iten haline doğru geri kaymasıdır. İşlem bozunması veya işlemin yaşlanması olarak da adlandırılır; işlem ünitesinde ölçülen dyne seviyesinin neden mürekkebin veya yapıştırıcının göreceği seviye olmadığını açıklar.

İşlem, bir poliolefini 29–31 dyne/cm'den 44–56 dyne/cm'ye çıkarabilir. Geri dönüş nadiren onu tamamen eski haline getirir; ikisi arasında bir platoda durur ve bu plato ile prosesin ihtiyaç duyduğu seviye arasındaki fark kullanılabilir pencereyi belirler.

Mekanizmalar

Dört süreç paralel işler; hangisinin baskın olduğu polimere, katkı paketine ve depolamaya bağlıdır.

Kinetik ve tipik pencereler

Yüzey enerjisi logaritmik zamana karşı çizildiğinde geri dönüş, dik bir düşüş ve ardından bir platodur. Korona ile işlenmiş polipropilende, işlenmemiş seviyenin üzerindeki kazancın kabaca yarısı oda sıcaklığında 24–72 saat içinde kaybolabilir; ardından eğri düzleşir ve haftalarca sabit kalabilir. Hız, zincir hareketliliğini izler: polipropilen (Tg 0 °C'nin altında), polietilen ve silikonlar oda sıcaklığında kauçuksudur ve serbestçe yeniden yönelir; PET (Tg yaklaşık 70–80 °C), ABS (yaklaşık 105 °C) ve polikarbonat (yaklaşık 147 °C) camsıdır ve yeniden yönelme neredeyse donmuş durumdadır.

Bozunmanın ölçülmesi

Geri dönüşü, üretim malzemesi üzerinde üretim depolama koşullarında 0, 1, 4, 24 ve 72. saatlerde, ardından 7, 14 ve 28. günlerde ıslanabilirliği ölçerek karakterize edin.

• ASTM D2578'e göre ıslatma gerilimi çözeltileri, 2 dyne/cm'lik adımlarla sınırlanmış bir değer verir ve tüm program için yeterince hızlıdır.
• Sessile damla temas açısı ölçümü (korona ile işlenmiş film için ASTM D5946 veya su ve diiyodometan ile bir goniometre) sürekli bir sayı verir ve iki sıvıyla bozunan kısım olan polar bileşeni ayırır. Dyne kalemleri bozunmayı algılar ancak haritalayamaz.

Her numunede üç konumu ölçün, çünkü işlem kenardan merkeze değişir; her noktada işlem ünitesi ayarlarını, reçine partisini, depolama sıcaklığını ve ambalajı kaydedin. Yüzey enerjisi hesaplayıcısı, bir dyne seviyesini veya temas açısı çiftini mürekkebin veya yapıştırıcının ihtiyaç duyduğu paya karşı kontrol eder.

Pencereyi kısaltan veya uzatan faktörler

İşlem penceresinin belirlenmesi ve doğrulanması

Geri dönüş kapatılamaz; bu nedenle proses onun etrafında tasarlanır: hat içi işlem (filmde korona deşarjı, kalıplanmış parçalarda atmosferik plazma veya alev plazması, mürekkepten veya yapıştırıcıdan saniyeler önce), bozunma eğrisinden alınan azami aralıkla toplu işlem için bir işlem-yapıştırma penceresi ya da yaşlanmış stokun yeniden işlenmesi; bu, yeniden yönelmeyi tersine çevirir ancak katkı çiçeklenmesini geri almaz.

Şartname bunun ardından şunları belirtmelidir:

• Kullanım noktasında gereken yüzey enerjisi, örneğin ASTM D2578'e göre minimum 42 dyne/cm veya 60°'nin altında su temas açısı; işlem ünitesinde değil.
• Azami işlem-yapıştırma aralığı; ölçülen eğrinin bu gereksinimi kestiği sürenin yarısından fazla olmamalıdır.
• Depolama koşulları: sıcaklık aralığı, ambalaj, işlenmemiş poliolefin, oluklu mukavva veya silikonla temas olmaması.
• Doğrulama: vardiya başına bir ölçüm ve 24 saatten eski stok kullanılmadan önce.

Plazma yüzey işleminin ne kadar süre etkili kaldığı bunu kalıplanmış parça hattına uygular; yüzey ön işlemi yöntem seçimini kapsar.

Sorun giderme

İlgili terimler ve okumalar

• Yüzey enerjisi
• Temas açısı
• Pyrosil alev plazması
• Soğuk gaz plazması
• Hızlandırılmış yaşlandırma
• Yapışma bağlantısını iyileştirmek için polimerlerin plazma yüzey ön işlemleri

Bunu üretimde uygulamak

The Sabreen Group; ön işlem penceresi nitelendirmesi, bozunma eğrisi ölçümü ve yapışma sorunlarının giderilmesi konusunda bağımsız mühendislik desteği sunar. Bir proses belirliyor, bir malzemeyi nitelendiriyor veya bir üretim sorununu gideriyorsanız mühendislik hizmetleri ekibimiz yardımcı olabilir. Uygulamanızı görüşmek için bizimle iletişime geçin.

Sıkça sorulan sorular

Plazma veya korona işleminden sonra hidrofobik geri dönüş ne kadar hızlı gerçekleşir?

En hızlı ilk saatlerde. Korona ile işlenmiş polipropilende, işlenmemiş 29 dyne/cm seviyesinin üzerindeki kazancın yaklaşık yarısı 24–72 saat içinde kaybedilebilir; ardından eğri, haftalarca sabit kalabilen bir platoya düzleşir. Silikon kauçuk dakikalardan saatlere, camsı PET, polikarbonat ve ABS haftalardan aylara kadar sürede geri döner.

Yüzey tamamen işlenmemiş haline döner mi?

Genellikle hayır. Yeniden yönelme polar grupları ortadan kaldırmadan gömer ve işlemden kaynaklanan çapraz bağlanma yüzeyi sınırlar; bu yüzden çoğu polimer işlenmemiş değerin üzerinde bir platoda kalır. Bu platonun kullanılabilir olup olmadığı sıvıya bağlıdır: polipropilende 38 dyne/cm bazı solvent bazlı mürekkeplere uygundur ve 42 dyne/cm'lik su bazlı bir mürekkep için yetersiz kalır.

Yaşlanmış stok yeniden işlenebilir mi?

Baskın mekanizma yeniden yönelme ise evet: yeniden işlem polar grupları tekrar dışarı çevirir ve yüzey taze stok gibi davranır. Neden katkı maddesi çiçeklenmesiyse, yeniden işlem polimeri değil çiçeklenmeyi aktive eder ve seviye saatler içinde yeniden çöker. Yeniden işlemeden önce bir numuneyi solventle silin; yalnızca o numune tutuyorsa sorun çiçeklenmedir.

İşlem-yapıştırma penceresi şartnameye nasıl yazılmalıdır?

Bozunma eğrisini üretim malzemesi üzerinde üretim depolama koşullarında ölçün, mürekkebin veya yapıştırıcının ihtiyaç duyduğu seviyeyi kestiği noktayı bulun ve azami aralığı bu sürenin yarısı olarak belirleyin. Kullanım noktasındaki seviyeyi, test yöntemini (ASTM D2578 veya su temas açısı), depolama sıcaklığını ve ambalajı ile vardiya başına bir doğrulama kontrolünü belirtin.

---