Fattori che influenzano la forza di adesione dell'adesivo

Fattori che influenzano la forza di adesione dell'adesivo

1. irruvidimento superficiale

Quando gli adesivi diffondono completamente la superficie del materiale, l'irruvidimento della superficie aiuta a migliorare le prestazioni di diffusione degli adesivi e aumenta la densità dei punti collegati tra l'adesivo e il materiale, ciò migliorerà la forza di adesione. Al contrario, se l'adesivo non riesce a stendere correttamente il materiale, l'irruvidimento della superficie ridurrà la forza di adesione.

2. Trattamento superficiale

La preparazione della superficie prima dell'incollaggio è fondamentale per un incollaggio di successo. Ha lo scopo di ottenere giunti forti e durevoli. A causa della presenza di strati limite deboli formati da strati di ossido come ruggine, strati di cromatura, strati di fosfatazione, agenti distaccanti, ecc. sui materiali leganti, il trattamento superficiale dell'aderente influenzerà la forza di legame. Ad esempio, le superfici in polietilene possono essere trattate con ossidazione a caldo dell'acido cromico per migliorare la forza di adesione.

3. Penetrare

Dopo l'incollaggio, la giunzione viene spesso influenzata dall'ambiente, piccole molecole come acqua o solventi possono penetrare nello strato di colla. Ad esempio, in condizioni di bagnato o sott'acqua, le molecole d'acqua entrano nella colla; nei solventi organici, le molecole di solvente fanno lo stesso. Queste molecole prima fanno sì che lo strato di colla cambi forma, quindi raggiungono l'interfaccia tra la colla e la superficie. Ciò indebolirà il legame, causandone infine il fallimento. La penetrazione non inizia solo dai bordi dello strato di colla. Se il materiale da incollare è poroso, anche piccole molecole possono penetrare attraverso i suoi interstizi, pori o fessure, quindi raggiungere l'interfaccia e diminuire la forza di adesione. Questa penetrazione non solo riduce la resistenza fisica del giunto ma può anche causare cambiamenti chimici nell'interfaccia, come la ruggine, che rendono l'incollaggio completamente inutile.

4. Movimento

I materiali incollati contengono plastificanti, come il PVC. Poiché queste piccole molecole non si mescolano bene con le molecole polimeriche, si spostano facilmente dalla superficie del materiale o dall'interfaccia di legame. Se le piccole molecole migranti rimangono insieme nell'interfaccia, impediranno all'adesivo di aderire al materiale, facendo fallire il legame.

5. Pressione

Quando si incolla, premere sulle superfici. Ciò aiuta la colla a riempire facilmente i piccoli fori sul materiale, anche i fori profondi e i tubicini, e a ridurre gli adesivi difettosi. Nel caso di colle a legame debole, la pressione le renderà troppo fluide e non lascerà abbastanza colla. Quindi attendi che la colla diventi più forte nell'incollaggio prima di pressarla. Ciò spinge anche l'aria fuori dalla superficie del materiale e riduce le bolle d'aria nell'area di incollaggio. Per colle spesse o solide è necessaria la pressatura durante l'incollaggio. In questi casi, spesso è necessario scaldarli adeguatamente per renderli più sottili o diventare liquidi. Ad esempio, la realizzazione dello strato pressato isolante viene eseguita sotto calore e pressione. Per ottenere un legame forte, utilizzare una pressione diversa per colle diverse. E normalmente, utilizzare l'alta pressione per colle solide o spesse e la bassa pressione per colle sottili.

6. Spessore dello strato di colla

Gli strati di colla più spessi creano facilmente bolle d'aria, difetti e rotture precoci, quindi dovresti rendere lo strato di colla il più sottile possibile per ottenere un legame più forte. Inoltre, quando gli strati spessi di colla si riscaldano, la loro espansione crea un maggiore stress termico nell’area della giunzione, il che rende la giunzione più facile da rompere. Le sollecitazioni sulle articolazioni reali sono complesse e comprendono lo sforzo di taglio, lo stress da distacco e lo stress ripetuto. Innanzitutto, lo stress di taglio: quando viene applicata una forza di trazione decentrata, lo stress si accumula alle estremità del legame. Oltre alla forza di taglio, vi è anche una forza di trazione lungo il giunto e una forza di strappo attraverso il giunto. Quando un giunto è sottoposto a sollecitazione di taglio, quanto più spesso è il materiale da incollare, tanto più forte è il giunto. In secondo luogo, lo stress da distacco: si verifica quando il materiale da incollare è morbido. Sia la forza di trazione che quella di taglio agiscono sul giunto e tutta la forza si concentra sulla superficie della colla/del materiale, pertanto il giunto si rompe molto facilmente. Poiché lo stress da distacco è molto dannoso, è necessario evitare progetti di giunti che lo creino durante la progettazione. Terzo, stress ripetuto: la colla nel giunto si consuma lentamente a causa di stress ripetuti e si rompe a livelli molto inferiori rispetto al normale stress statico. Le colle resistenti ed elastiche, come alcune quelle gommose, gestiscono bene lo stress ripetuto.

7. Stress interno
   Innanzitutto, lo stress da contrazione: quando la colla polimerizza, si restringe di volume a causa dell'evaporazione, del raffreddamento e delle reazioni chimiche, che causano stress da contrazione. Quando la forza di contrazione è maggiore della forza di adesione, la forza apparente del legame diminuirà notevolmente. Inoltre, una distribuzione non uniforme dello stress attorno ai bordi di incollaggio o agli spazi vuoti nella colla provoca una concentrazione dello stress, che aumenta la possibilità che si formino crepe. Le colle cristalline si restringono maggiormente quando polimerizzano a causa della cristallizzazione, che crea anche stress interno nel giunto. Se aggiungi una certa quantità di materiali gommosi che possono cristallizzare o modificare le dimensioni dei cristalli, puoi ridurre lo stress interno. L’aggiunta di rinforzanti alle colle a base di resina termoindurente è l’esempio migliore. Ad esempio, per le colle fenoliche-acetaliche, quando il contenuto di acetale è inferiore al 40%, il giunto presenta solo un cedimento dell'interfaccia; quando è superiore al 40%, si verifica una rottura coesiva e la forza del legame aumenta notevolmente. In secondo luogo, lo stress termico: quando la resina fusa si raffredda e polimerizza a temperature elevate, si restringe di volume. Il legame lo mantiene in posizione, il che crea stress interno all'interfaccia. Se le catene molecolari riescono a scorrere l’una accanto all’altra, lo stress interno scomparirà. I principali fattori che influenzano lo stress termico sono il coefficiente di dilatazione termica, la temperatura ambiente, la differenza di temperatura e la differenza di rigidità. Per ridurre lo stress termico causato dai diversi coefficienti di dilatazione termica, è necessario rendere il coefficiente di dilatazione termica della colla vicino a quello del materiale da incollare. Aggiungere riempitivi è un buon modo: puoi aggiungere polvere dello stesso materiale o fibre e polvere di altri materiali.