چسب های نواری از چه موادی ساخته شده است ؟

قبل از توسعه نوار چسب، از چسب ها و اپوکسی ها برای محکم کردن یا آب بندی سطوح استفاده می شد. آنها نامرتب و ناخوشایند بودند، و خشک شدند و به یک سطح سخت دائمی رسیدند که به سختی حذف می شد. چسب ها و اپوکسی ها با استفاده از یک واکنش شیمیایی پیوندی را تشکیل می دهند که برای کارهای کوچک و روزمره قابل استفاده نیست.

نوارهای چسب از رزین چسبنده مانند سیلیکون، اکریلیک یا لاستیک برای ایجاد چسبندگی خود استفاده می کنند و برای ایجاد چسبندگی به اعمال فیزیکی مانند فشار متکی هستند. چسب جامد در نوار دارای سطح انرژی کم است که در آن مولکول‌های آن در حرکت ثابت یا پرانرژی هستند و پیوندهای شل‌تری ایجاد می‌کند که به مولکول‌ها اجازه می‌دهد به راحتی به شکل جامد در منافذ زیرلایه جریان پیدا کنند. با کمی فشار، مولکول ها به درون بستر جریان می یابند و یک پیوند فیزیکی جامد تشکیل می دهند.

علم چسبندگی

مفهوم چسبندگی بر این ایده استوار است که مواد مختلف می توانند سطوح را با نوعی اتصال که در آن مجموعه ای از مولکول ها به نوع دیگری از مولکول می چسبند، در کنار هم نگه دارند. علاوه بر این، این فرآیند از مفهوم پیوستگی استفاده می کند، جایی که مولکول ها به خودشان می چسبند. نوار چسب هم از چسبندگی و هم از چسبندگی استفاده می کند، جایی که مولکول های چسب به یک بستر می چسبند یا به خود می چسبند. این دو عامل برای چسبندگی چسب برای حفظ چسبندگی روی سطح ضروری هستند.

 

بخش هایی از پیوند چسب

لایه پیوند ساخته شده توسط یک نوار چسب، که به صورت ماکروسکوپی در تصویر زیر نشان داده شده است، مقطعی از یک اتصال را نشان می دهد. این لایه از یک ناحیه چسبندگی، ناحیه چسبندگی و یک لایه انتقال تشکیل شده است.

 

بخش هایی از یک پیوند

مکانیسم های مختلف امکان چسبیدن دو سطح به یکدیگر را فراهم می کند. فرآیند چسبندگی شامل چهار مفهوم اساسی است که نوار را قادر می سازد تا به سطح زیرلایه بچسبد.

چسبندگی شیمیایی - چسبندگی شیمیایی با تماس مولکولی بین بستر و چسب، با تشکیل پیوندهایی بین مولکول های چسب و سطح زیرلایه تعریف می شود. این قوی ترین مکانیسم چسب است.

چسبندگی بهم پیوسته مکانیکی - چسبندگی بهم پیوسته مکانیکی زمانی اتفاق می‌افتد که چسب به منافذ زیرلایه جریان می‌یابد که باعث افزایش تماس بین چسب و بستر می‌شود. جریان با نوار چسب ادامه می یابد و به آرامی باعث ایجاد استحکام می شود.

چسبندگی انتشار - در چسبندگی دیفیوژن، چسب نفوذ می کند و با بستر پلیمری در هم می پیچد، که یک رابط با زنجیره های پلیمری درهم برای چسباندن بستر و چسب ایجاد می کند.

چسبندگی الکترواستاتیک - چسبندگی الکترواستاتیک به جاذبه بین دو سطح دارای بار مخالف اشاره دارد که آنها را به سمت یکدیگر می کشد.

مکانیسم عمل چسب

اساس مکانیسم چسبندگی بر اساس تئوری جذب یا این مفهوم است که مواد به دلیل تماس بین مولکول ها به هم می چسبند. چهار مکانیسم چسبندگی، فرضیه تئوری جذب را اثبات و پشتیبانی می کند.

برای اینکه چسب ها کار کنند، باید روی سطح بستر پخش شوند. در فرآیند چسبندگی، سطح چسب نوار مانند میلیون ها آهنربای کوچک به مولکول های سطح زیرلایه می چسبد. پیوندهای قوی تری در جایی که چسب و زیرلایه با هم ادغام می شوند و یک پیوند شیمیایی قوی تشکیل می دهند تشکیل می شود. ترکیب چسب و بستر یک ماده شیمیایی جدید را تشکیل می دهد که به آن جذب شیمیایی می گویند.

چسبندگی: چسبندگی توانایی یک ماده چسبنده برای چسبیدن به سطح دیگری با استفاده از یکی از چهار مکانیسم جذب بین مواد است. هنگامی که مولکول های چسب در تماس با بستر قرار می گیرند، چسبندگی در سطح میکروسکوپی از طریق نیروهای بین مولکولی رخ می دهد. این بر اساس نیروهای واندروالس در مورد نیروهای بین مولکولی ضعیف است.

مفهوم نیروهای واندروال به فاصله بستگی دارد. وقتی مولکول ها نزدیک هستند، نیروهای آنها جذاب هستند. اگر فاصله 0.6 نانومتر باشد، نیرو ضعیف است و دیده نمی شود. هنگامی که فاصله کمتر از 0.6 نانومتر است، جاذبه رخ می دهد، که یک اصل چسبندگی اساسی است.

انرژی سطحی، ترشوندگی بستر را در تماس با چسب تعیین می کند. ترشوندگی چسب به آن اجازه می دهد تا با استفاده از یکی از چهار مکانیسم چسب به سطح زیرلایه نفوذ کند و یک پیوند ایجاد کند.

انرژی سطحی مجموع نیروهای بین مولکولی در رابطه با انرژی جاذبه و دافعه آنها و نحوه اعمال نیرو یک مایع بر سطح یک جامد است. در جایی که بستر انرژی سطح بالایی دارد، یک چسب به راحتی روی آن جریان می یابد و سطح بیشتری را می پوشاند. نمونه هایی از بسترهای پرانرژی پلی کربنات، پلی وینیل کلراید و روی هستند.

اگر سطح انرژی سطح پایینی داشته باشد، چسب به صورت "دانه های کوچک" تشکیل می شود که یک منطقه کوچک را پوشش می دهد. انواع بسترهای کم انرژی شامل پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE)، لاستیک و پوشش های پودری است.

انرژی سطحی بالا و پایین

آلاینده های سطحی انرژی سطح را کاهش می دهند و از همجوشی چسب به زیرلایه جلوگیری می کنند. انواع آلودگی های سطحی عبارتند از گرد و غبار، اثر انگشت، روغن، گریس، رطوبت و اشکال مختلف باقی مانده مانند پوشش. برای موفقیت فرآیند چسبندگی، پیش تصفیه سطح ضروری است که آلودگی های سطح را حذف می کند، انرژی سطح را افزایش می دهد و اتصال چسب را بهبود می بخشد.

چسبندگی: نیروی چسبندگی پیوند زنجیره های مولکولی نوار است که به صورت مقاومت برشی یا نیروی نگهدارنده بیان می شود که پس از اتصال ایجاد می شود. هنگامی که نوار چسبندگی خوبی دارد، در برابر دماهای بالا مقاوم است، با ویسکوزیته کم و ماندگاری فوق العاده قوی.

نیروهای چسبنده، مولکول های یک مایع را با کشیدن آنها به داخل جذب می کنند. مولکول های سطحی مایع دارای نیروهای جذابی هستند که آنها را به یکدیگر متصل می کند، پدیده ای که مسئول خاصیت یک مایع است که به آن کشش سطحی می گویند.

در چسبندگی، کشش سطحی توانایی چسب برای مقاومت در برابر تغییر شکل روی سطح یک جامد و کاهش سطح آن است. در مورد نوارهای چسب، مولکول های چسب باید نیروهای قوی و منسجمی برای نگه داشتن و حفظ پیوند داشته باشند.

نوار چسب سیلیکونی دارای چسبندگی خوب با انرژی سطحی کم است، اما در برابر حرارت و آب و هوا مقاوم است و دارای خواص عایق الکتریکی خوب و مقاومت شیمیایی است.

چسبندگی و چسبندگی ویژگی هایی است که مهندسان هنگام طراحی نوار در نظر می گیرند. این دو نیرو با هم کار می کنند تا پیوندهای قوی و ثابتی را برای یک بستر با انرژی سطح بالا برای چسب های کشش سطحی کم ایجاد کنند. برای داشتن رطوبت خوب، نیروهای چسب باید بیشتر از نیروهای چسبنده باشند و با زاویه کمتر از 90 درجه تماس داشته باشند.

چسبندگی: ضریب چسبندگی به نحوه چسبیدن نوار حساس به فشار به بستر هنگام اعمال حداقل فشار اشاره دارد. این چسب با فشار 14.5 psi تا 29 psi فعال می شود. مقدار زمان فشار بر اساس نوع چسب، ماهیت زیرلایه و قوام سطح زیرلایه متفاوت است. هنگامی که یک نوار چسب چسبندگی بالایی دارد، زمان و فشار کمتری برای اطمینان از اتصال مناسب مورد نیاز است.

مواد ویسکوالاستیک چسبناک و الاستیک هستند. آنها مانند مایعات و جامدات الاستیک رفتار می کنند و دارای ذرات هستند که به طور موقت به هم متصل می شوند. انعطاف پذیری آنها به آنها اجازه می دهد مانند مایعات در امتداد یکدیگر بلغزند. هنگامی که فشار کم به نوار اعمال می شود، ویسکوزیته آن کاهش می یابد و باعث می شود که چسب در سطح میکروسکوپی روی بستر جریان یابد. خواص ارتجاعی آن به آن کمک می کند تا ویسکوزیته خود را دوباره به دست آورد تا یک نیروی بین مولکولی قوی با بستر ایجاد کند.

 تست های چسبندگی توپ نورد و حلقه به عنوان کنترل کیفیت برای ارزیابی چسبندگی نوارهای چسب استفاده می شود.

 تست توپ نورد

 تست توپ نورد: تست توپ نورد مستقیماً رفتار چسبندگی نوار چسب را اندازه گیری می کند. یک توپ فولادی با وزن و قطر استاندارد از بالای یک مسیر شیبدار که از قسمت چسبنده نوار تشکیل شده است، نورد می شود. چسبندگی با مسافت طی شده توسط توپ در مسیر نوار چسب اندازه گیری می شود. هر چه فاصله کمتر باشد، چسبندگی بیشتر است.

تست تاک حلقه

تست Loop Tack: تست حلقه چسب یک روش کمی و قابل تکرار برای ارزیابی چسبندگی نوار چسب است. حلقه ای از نوار چسب به پروب دستگاه تست کشش متصل می شود. این حلقه برای مدت کوتاهی با یک سطح افقی تماس پیدا می کند قبل از اینکه ابزاری آن را دور کند. مقادیر عددی استحکام کششی پیوند ثبت شده و مورد ارزیابی قرار می گیرد.

انرژی سطحی: انرژی سطحی جاذبه یا دافعه بین یک بستر و ماده دیگر است. هنگامی که سطحی دارای انرژی سطح بالایی (HSE) است، مولکول ها به راحتی روی سطح جریان می یابند. با انرژی سطحی کم (LSE)، مایعات به جای جریان، منجوق می شوند. در مورد چسب‌ها، انرژی سطحی بر چگونگی توانایی چسب در خیس کردن بستر تأثیر می‌گذارد.

چسباندن سطوح دارای LSE دشوار است زیرا سطح در برابر خیس شدن چسب مقاومت می کند و باعث ایجاد تماس و چسبندگی کم سطح می شود. با HSE، چسب به راحتی خیس می شود، با افزایش تماس سطحی و ایجاد یک پیوند قوی.

برای اینکه نوار چسب با یک بستر LSE پیوند بخورد، سطح باید با تغییر ترکیب شیمیایی آن اصلاح شود تا انرژی سطح آن افزایش یابد. تکنیک هایی مانند شعله، درمان با پلاسما، حکاکی با اسید و حلال ها ممکن است استفاده شود. علاوه بر این، چسب‌هایی با فرمول خاص وجود دارند که قادر به اتصال با بسترهای LSE هستند که حاوی اکریلیک‌های اصلاح‌شده و چسب‌های مصنوعی هستند. چسب های لاستیکی اغلب استفاده می شوند زیرا نرم هستند و به خوبی روان هستند.