عوامل موثر بر استحکام باند چسب

عوامل موثر بر استحکام باند چسب

1. زبری سطح

هنگامی که چسب ها به طور کامل سطح مواد را پخش می کنند، زبری سطح به بهبود عملکرد پخش چسب ها کمک می کند و تراکم مکان های متصل بین چسب و ماده را افزایش می دهد، این امر استحکام اتصال را افزایش می دهد. برعکس، اگر چسب نتواند مواد را به درستی پخش کند، زبری سطح باعث کاهش استحکام باند می شود.

2. درمان سطحی

آماده سازی سطح قبل از چسباندن، کلید اتصال موفق است. هدف آن دستیابی به مفاصل قوی و بادوام است. به دلیل وجود لایه‌های مرزی ضعیفی که توسط لایه‌های اکسیدی مانند زنگ‌زدگی، لایه‌های روکش کروم، لایه‌های فسفاته، عوامل آزادکننده و غیره بر روی مواد پیوندی تشکیل شده‌اند، عملیات سطح چسبنده بر استحکام باند تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، سطوح پلی اتیلن را می توان با اکسیداسیون اسید کرومیک داغ برای بهبود استحکام باند پردازش کرد.

3. نفوذ کند

پس از اتصال، مفصل اغلب تحت تأثیر محیط قرار می گیرد، مولکول های کوچک مانند آب یا حلال ها می توانند به لایه چسب نفوذ کنند. برای مثال، در شرایط مرطوب یا زیر آب، مولکول‌های آب وارد چسب می‌شوند. در حلال های آلی، مولکول های حلال همین کار را می کنند. این مولکول‌ها ابتدا باعث می‌شوند لایه چسب شکل خود را تغییر دهد، سپس به سطح مشترک بین چسب و سطح برسد. این پیوند را ضعیف می‌کند و در نهایت باعث شکست می‌شود. نفوذ فقط از لبه های لایه چسب شروع نمی شود. اگر ماده در حال پیوند متخلخل باشد، مولکول‌های کوچک نیز می‌توانند از طریق شکاف‌ها، منافذ یا ترک‌های خود وارد شوند، سپس به سطح مشترک برسند و استحکام پیوند را کاهش دهند. این نفوذ نه تنها استحکام فیزیکی مفصل را کاهش می دهد بلکه می تواند باعث ایجاد تغییرات شیمیایی در سطح مشترک مانند زنگ زدگی شود که باعث می شود پیوند کاملاً بی فایده باشد.

4. حرکت

مواد چسبانده شده حاوی نرم کننده هایی مانند PVC هستند. از آنجایی که این مولکول‌های کوچک به خوبی با مولکول‌های پلیمری ترکیب نمی‌شوند، به راحتی از سطح ماده یا رابط پیوندی خارج می‌شوند. اگر مولکول‌های کوچک مهاجرت‌شده در سطح مشترک کنار هم بمانند، چسبیدن چسب به ماده را متوقف می‌کنند و باعث از بین رفتن پیوند می‌شوند.

5. فشار

هنگام چسباندن، فشار را به سطوح فشار دهید. این به چسب کمک می‌کند سوراخ‌های کوچک روی مواد را به راحتی پر کند، حتی سوراخ‌های عمیق و لوله‌های کوچک، و برچسب‌های بد را کاهش دهد. برای چسب‌های با اتصال ضعیف، فشار دادن باعث دود بیش از حد آن‌ها می‌شود و چسب کافی باقی نمی‌ماند. بنابراین قبل از فشار دادن صبر کنید تا چسب در چسبندگی قوی‌تر شود. این کار همچنین هوا را از سطح ماده خارج می‌کند و حباب‌های هوا را در ناحیه چسباندن کاهش می‌دهد. برای چسب های ضخیم یا جامد، فشار دادن هنگام چسباندن ضروری است. در این موارد، اغلب باید آنها را به درستی گرم کنید تا نازک‌تر یا مایع شوند. به عنوان مثال، ساخت لایه پرس عایق تحت گرما و فشار انجام می شود. برای به دست آوردن یک اتصال قوی، از فشارهای مختلف برای چسب های مختلف استفاده کنید. و به طور معمول برای چسب های جامد یا ضخیم از فشار بالا و برای چسب های نازک از فشار کم استفاده کنید.

6. ضخامت لایه چسب

لایه‌های چسب ضخیم‌تر به راحتی حباب‌های هوا، ایرادات و شکستگی‌های زودهنگام پیدا می‌کنند، بنابراین باید لایه چسب را تا حد ممکن نازک کنید تا چسبندگی قوی‌تری داشته باشید. همچنین وقتی لایه های چسب ضخیم گرم می شوند، انبساط آن ها تنش گرمایی بیشتری در ناحیه اتصال ایجاد می کند که باعث می شود اتصال راحت تر شکسته شود. تنش های وارد بر اتصالات واقعی پیچیده است، از جمله تنش برشی، تنش لایه برداری و تنش مکرر. اول، تنش برشی: هنگامی که نیروی کششی خارج از مرکز اعمال می شود، تنش در انتهای پیوند ایجاد می شود. علاوه بر نیروی برشی، نیروی کششی در امتداد مفصل و نیروی پارگی در سراسر مفصل نیز وجود دارد. هنگامی که یک اتصال تحت تنش برشی قرار می گیرد، هر چه ماده چسبانده شده ضخیم تر باشد، اتصال قوی تر می شود. دوم، تنش لایه برداری: این زمانی اتفاق می افتد که ماده چسبانده شده نرم باشد. هر دو نیروی کششی و برشی بر روی اتصال اثر می‌گذارند و تمام نیرو روی سطح چسب متمرکز می‌شود، بنابراین اتصال به راحتی می‌شکند. از آنجایی که تنش لایه برداری بسیار آسیب رسان است، باید از طرح های مفصلی که در هنگام طراحی آن را ایجاد می کنند، اجتناب کنید. سوم، تنش مکرر: چسب در مفصل به آرامی در اثر تنش مکرر فرسوده می شود و در سطوح بسیار کمتری نسبت به تنش استاتیک معمولی می شکند. چسب های سخت و کشسان، مانند برخی از چسب های لاستیکی، استرس های مکرر را به خوبی کنترل می کنند.

7. استرس درونی
   اول، تنش انقباض: هنگامی که چسب خشک می شود، حجم آن به دلیل تبخیر، خنک شدن و واکنش های شیمیایی کاهش می یابد که باعث استرس انقباض می شود. هنگامی که نیروی انقباض قوی تر از نیروی چسبندگی باشد، استحکام ظاهری پیوند بسیار کاهش می یابد. همچنین توزیع ناهموار تنش در اطراف لبه های باند یا شکاف های چسب باعث تمرکز تنش می شود که احتمال ایجاد ترک را افزایش می دهد. چسب‌های کریستالی به دلیل کریستالیزه شدن، زمانی که خشک می‌شوند، بیشتر منقبض می‌شوند، که همچنین باعث ایجاد استرس داخلی در مفصل می‌شود. اگر مقدار مشخصی از مواد لاستیکی را اضافه کنید که می تواند کریستال شود یا اندازه کریستال را تغییر دهد، می توانید استرس داخلی را کاهش دهید. افزودن سفت کننده ها به چسب های رزین ترموست بهترین مثال است. به عنوان مثال، برای چسب های فنولی-استال، زمانی که محتوای استال کمتر از 40٪ باشد، اتصال فقط دارای خرابی رابط است. زمانی که بالای 40% باشد دچار شکست منسجم می شود و استحکام باند بسیار افزایش می یابد. دوم، تنش حرارتی: هنگامی که رزین ذوب شده در دمای بالا خنک می شود و خشک می شود، حجم آن کاهش می یابد. پیوند آن را در جای خود نگه می دارد، که باعث ایجاد استرس داخلی در رابط می شود. اگر زنجیره‌های مولکولی بتوانند از کنار یکدیگر بگذرند، استرس داخلی از بین می‌رود. عوامل اصلی موثر بر تنش حرارتی عبارتند از ضریب انبساط حرارتی، دمای اتاق، اختلاف دما و تفاوت در سختی. برای کاهش تنش حرارتی ناشی از ضرایب انبساط حرارتی مختلف، باید ضریب انبساط حرارتی چسب را نزدیک به ضریب انبساط حرارتی ماده ای که چسبانده می شود، کنید. افزودن پرکننده ها راه خوبی است—می توانید پودر همان مواد یا الیاف و پودر مواد دیگر را اضافه کنید.