Εισαγωγή
Οι συγκολλητικές ουσίες ευαίσθητες στην πίεση (PSA) είναι πολύπλοκα κολλοειδή συστήματα. Αποτελούνται από δύο κύρια συστατικά, ένα μέρος κολλητικού που κάνει την κόλλα κολλώδη και ένα μέρος λατέξ που βοηθάει τη ροή του κολλητικού. Πολλά πρόσθετα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αλλάξουν τις υγρές ιδιότητες της κόλλας, το πόσο σταθερή είναι κατά την αποθήκευση και το πώς αναμιγνύεται και επικαλύπτει την επιφάνεια του υποστρώματος.
Κατά τη διάρκεια της σύνθεσης των PSA, αναμειγνύονται πολλά συστατικά μέρη μαζί. Το γαλάκτωμα του κολλητικού και το υδατικό λατέξ αναμιγνύονται με άλλα συστατικά για να παραχθεί η κόλλα έτοιμη για επικάλυψη. Κάθε συστατικό πρέπει να χαρακτηρίζεται ρεολογικά για να προσδιοριστεί η αντλητική του ικανότητα. Το σύνολο του PSA θα πρέπει επίσης να χαρακτηρίζεται για να βοηθήσει στον προσδιορισμό των ιδιοτήτων άντλησης και φιλτραρίσματος.
Για την εκτίμηση του ρυθμού διάτμησης, που συναντάται κατά την επεξεργασία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ακόλουθη εξίσωση, όπου Q είναι η ογκομετρική ροή και r η ακτίνα του σωλήνα.
Η μέτρηση του ιξώδους σε selected ρυθμούς διάτμησης ελαφρώς πάνω και κάτω από την υπολογισμένη τιμή επιτρέπει τη δημιουργία ενός σχετικού τμήματος της καμπύλης ροής. Στη συνέχεια μπορεί να προσαρμοστεί ένα μοντέλο νόμου δύναμης στα δεδομένα και να προσδιοριστούν οι τιμές των k και n για να περιγραφεί η συμπεριφορά ροής του. Το μοντέλο νόμου ισχύος γράφεται ως εξής
k είναι η συνοχή
n είναι ο δείκτης νόμου δύναμης
η είναι το ιξώδες
σ είναι η διατμητική τάση
-γ είναι ο ρυθμός διάτμησης
Η συνεκτικότητα έχει τις μονάδες του Pas αλλά είναι αριθμητικά ίση με το ιξώδες που μετράται σε 1 s-1. Ο δείκτης νόμου δύναμης κυμαίνεται από 0 για πολύ διατμητικά υλικά έως 1 για Νευτώνεια υλικά.
Πειραματικό
- Στην παρούσα μελέτη μετρήθηκαν και συγκρίθηκαν τρεις συγκολλητικές ουσίες ευαίσθητες στην πίεση.
- Οι μετρήσεις με περιστροφικό ρεόμετρο πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση ενός περιστροφικού ρεομέτρου Kinexus με φυσίγγιο πλάκας Peltier και σύστημα μέτρησης κωνικής πλάκας 40 mm/1°, με τη χρήση τυποποιημένων προκαθορισμένων ακολουθιών στο λογισμικό rSpace.
- Χρησιμοποιήθηκε μια τυποποιημένη ακολουθία φόρτωσης για να εξασφαλιστεί ότι και τα δύο δείγματα υποβλήθηκαν σε ένα συνεπές και ελεγχόμενο πρωτόκολλο φόρτωσης.
- Όλες οι μετρήσεις ρεολογίας πραγματοποιήθηκαν στους 25°C.
- Ο σχετικός ρυθμός διάτμησης για τη ροή στο σωλήνα υπολογίστηκε αυτόματα ως μέρος της ακολουθίας δοκιμής χρησιμοποιώντας τις εισαγόμενες τιμές της ακτίνας του σωλήνα, του μήκους και του ογκομετρικού ρυθμού ροής.
- Πραγματοποιήθηκε ένας πίνακας διατμητικού ρυθμού χρησιμοποιώντας μια αρχική τιμή (υπολογισμένος διατμητικός ρυθμός / 2) και μια τελική τιμή (υπολογισμένος διατμητικός ρυθμός x 2) και ένα μοντέλο νόμου δύναμης προσαρμόστηκε στην προκύπτουσα καμπύλη ροής.
Αποτελέσματα και συζήτηση
Από το Σχήμα 1, η κόλλα 3 έχει το υψηλότερο ιξώδες και επομένως θα είναι πιο δύσκολο να αντληθεί και να αναμιχθεί, ακολουθούμενη από την κόλλα 2 και στη συνέχεια από την κόλλα 1. Η κόλλα 3 παρουσιάζει χαμηλότερη τιμή για το η από τα άλλα δύο δείγματα και θα είναι ευκολότερο να αντληθεί σε υψηλότερους ρυθμούς διάτμησης. Η αύξηση του ρυθμού διάτμησης άντλησης μπορεί να βοηθήσει στην ελαχιστοποίηση των προβλημάτων άντλησης μειώνοντας το ιξώδες του δείγματος. Αυτό είναι πιο αποτελεσματικό όταν ο δείκτης διατμητικής αραίωσης (η) είναι small (<<1). Ένα δείγμα υψηλού ιξώδους, όπως το 3, θα είναι πιο δύσκολο να αντληθεί από ένα δείγμα χαμηλού ιξώδους, εκτός εάν έχει πολύ small δείκτη διατμητικής αραίωσης.
Συμπέρασμα
Τα σκευάσματα μπορούν να αναλυθούν και η ικανότητα άντλησης και ανάμιξης μπορεί να αξιολογηθεί πριν από τις δοκιμές σε φυτά. Παρόμοια σκευάσματα μπορούν να δοκιμαστούν για να προσδιοριστεί ο καλύτερος συνδυασμός πρόσθετων, προκειμένου να βελτιστοποιηθεί το δείγμα για άντληση και ανάμιξη.