مقدمة
يرتبط الالتصاق أو الالتصاق في سياق سلوك المواد بالالتصاق وقد ينتج عن قوى الالتصاق بين مادتين متلامستين أو قوى التماسك في مادة تربط بين ركيزتين.
بالنسبة للمواد اللاصقة الحساسة للضغط بما في ذلك الأشرطة والملصقات، يتم تعريف الالتصاق على أنه القدرة على تشكيل رابطة لاصقة بالركيزة تحت ضغط طفيف وتلامس قصير وهو شرط أساسي لهذه المنتجات. بالنسبة للمواد والتطبيقات الأخرى، قد يكون الالتصاق خاصية غير مرغوب فيها، ومن الأمثلة على ذلك أسمنت العظام، والذي يجب أن يكون خاليًا من الالتصاق وفقًا للمواصفة القياسية ISO5833 [3] للسماح للمستخدم بتشكيل الأسمنت وتطبيقه دون الالتصاق بالقفازات أو أدوات التطبيق.
قد يؤثر الالتصاق أيضًا على سلوك وإدراك المنتجات الاستهلاكية، ومن الأمثلة على ذلك قذف المنتجات اللزجة السميكة المرنة مثل معجون الأسنان من الأنابيب أو مضغ أو التعامل مع الأطعمة اللزجة. ويمكن استخدامه أيضًا لتقييم خصائص السطح والحكم على ما إذا كان نظيفًا أم لا. لذلك، يمكن إجراء التقييم النوعي للالتصاق ببساطة من خلال اللمس أو الإحساس، ومع ذلك، فإن هذه التقييمات ذاتية ويصعب قياسها كمياً وقد تتأثر بعوامل إضافية أخرى.
بالنسبة للعديد من أنشطة البحث والتطوير، قد يكون من المفيد فحص ومقارنة وقياس "الالتصاق" أو "الالتصاق" باستخدام اختبار موضوعي بسيط. بالنسبة لصناعة المواد اللاصقة، هناك العديد من هذه الاختبارات القياسية المتاحة اعتمادًا على نوع المنتج، بما في ذلك اختبارات مثل اختبار الالتصاق الحلقي واختبار الالتصاق السريع واختبار الكرة المتدحرجة.
اختبار المجس المقلوب
تتعلق هذه الملاحظة التطبيقية باختبار آخر شائع الاستخدام في صناعة المواد اللاصقة، والمعروف باسم اختبار المجس المقلوب. في هذا الاختبار، يتم إحضار مسبار مقلوب للتلامس مع المادة اللاصقة بسرعة ثابتة وضغط تلامس ووقت تلامس ثابت. ثم يتم تسجيل الالتصاق كقوة قصوى مطلوبة لكسر الرابطة الناتجة.
هنا، يمكن أن تُعزى الذروة في القوة العمودية السالبة (الشد) إلى "التثبيت"، والمساحة تحت منحنى القوة-الزمن إلى قوة الالتصاق أو قوة التماسك، والوقت المستغرق لتحلل ذروة القوة بنسبة 90% مقياس مقارن لمعدل الفشل أو الوقت كما هو موضح في الشكل 1.
تجريبي
- تم قياس خواص الالتصاق لـ Blu-Tack® باستخدام مجموعة من قوى التلامس (5 نيوتن و10 نيوتن و15 نيوتن و20 نيوتن).
- أُجريت القياسات باستخدام مقياس الانسيابية الدورانية Kinexus مع خرطوشة صفيحة بلتيير باستخدام صفيحة علوية 20 مم وصفيحة سفلية 65 مم (فولاذ مقاوم للصدأ) وتسلسل قياسي مُعد مسبقًا في برنامج rSpace.
- وُضعت كرة بوزن 1.3 جم من العينة في منتصف الصفيحة السفلية دون ضغط، وتم وضع اللوح العلوي ملامسًا للعينة بسرعة اقتراب 10 مم/ثانية حتى الوصول إلى قوة التلامس المطلوبة.
- بعد فترة تلامس مدتها ثانيتان، زادت الفجوة خطيًا بسرعة 10 مم/ثانية وسُجلت القوة العمودية كدالة للزمن.
- أُجريت جميع القياسات عند درجة حرارة 25 درجة مئوية.
النتائج والمناقشة
تظهر في الشكل 2 فجوة ومظهر جانبي للقوة العمودية للوحة Blu-Tack® مع تطبيق قوة عمودية 10 نيوتن. يوضح هذا اقتراب الصفيحة العلوية من العينة عند 10 مم/ثانية وارتفاع القوة العمودية عند حدوث التلامس. بعد فترة تلامس مدتها 2 ثانية، تزداد الفجوة خطيًا عند 10 مم/ثانية، وهو ما يتوافق مع انخفاض في قوة الضغط ولكن قوة الشد المتبقية التي تتوافق مع الالتصاق والالتصاق.
الجدول 1: نتائج التحليل بناءً على الشكل 3 لضغوط التلامس المختلفة
| وصف العينة | اسم الإجراء | الوقت (الإجراء) (ق) | القوة العادية (نيوتن) | الفجوة (مم) | نتيجة المساحة |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 N | ذروة القوة العادية | 0.3573 | -1.677 | 7.8614 | |
| 5 N | زمن انخفاض القوة بنسبة 90% من الذروة | 0.7006 | -1.677 | 11.288 | |
| 5 N | المساحة تحت منحنى زمن القوة (نيوتن/ثانية) | 0.4799 | |||
| 10 N | ذروة القوة العمودية | 0.3525 | -3.492 | 6.6156 | |
| 10 N | وقت انخفاض القوة بنسبة 90% من الذروة | 0.6906 | -0.3492 | 9.9909 | |
| 10 N | المساحة تحت منحنى زمن القوة (نيوتن/ثانية) | 0.8353 | |||
| 15 N | ذروة القوة العمودية | 0.3690 | -4.220 | 6.0800 | |
| 15 N | وقت انخفاض القوة بنسبة 90% من الذروة | 0.7127 | -0.4220 | 9.5118 | |
| 15 N | المساحة تحت منحنى زمن القوة (نيوتن/ثانية) | 1.977 | |||
| 20 N | ذروة القوة العمودية | 0.3105 | -5.363 | 5.2124 | |
| 20 N | وقت انخفاض القوة بنسبة 90% من الذروة | 0.6522 | -0.5363 | 8.6237 | |
| 20 N | المساحة تحت منحنى زمن القوة (نيوتن/ثانية) | 1.280 |
تظهر النتائج المقارنة لضغوط التلامس المختلفة في الشكل 3 والجدول 1. تتعلق هذه النتائج فقط بقوة الشد (السالبة)، والتي تتوافق مع الالتصاق والالتصاق.
تُظهر النتائج أن الشد المتبقي أو الالتصاق يزداد مع القوة العادية المطبقة، خاصةً حتى 15 نيوتن، مع ملاحظة زيادة طفيفة فقط مع تطبيق قوة عادية بمقدار 20 نيوتن. فيما يتعلق بالمساحة تحت المنحنيات، والتي تتعلق بقوة الالتصاق/الالتصاق للمادة، يبدو أن هذه المساحة تزداد مع قوة التلامس حتى 15 نيوتن ثم يلاحظ انخفاضها عند 20 نيوتن، مما يشير إلى وجود قوة تلامس مثالية بين 10 نيوتن و20 نيوتن تعطي أقصى قدر من الالتصاق في ظل هذه الظروف.
تتشابه أزمنة اضمحلال القوة العمودية بنسبة 90% من قيم الذروة لقوى التلامس 5 نيوتن و10 نيوتن و15 نيوتن ولكنها أقل قليلاً عند 20 نيوتن مما يشير إلى معدل فشل أسرع قليلاً بعد 20 نيوتن من الضغط.
الخاتمة
يمكن استخدام مقياس الانسيابية الدورانية Kinexus المزود بقدرات اختبار محورية متقدمة لتقييم خصائص الالتصاق أو التماسك/التماسك/التلاصق للمواد اللاصقة الحساسة للضغط. في هذه الدراسة، تم تقييم هذه الخصائص ومقارنتها لعينة من Blu-Tack® مع قوى تلامس مختلفة. يشير هذا إلى وجود ضغط مثالي يتراوح بين 10 نيوتن و20 نيوتن والذي يعطي أقصى قدر من الالتصاق في ظل ظروف الاختبار.