Γενικά
Η δοκιμή πρόσφυσης μετρά τις δυνάμεις πρόσφυσης ή/και συνοχής. Η συνοχή είναι μια έλξη μεταξύ μορίων της ίδιας ουσίας, ενώ η πρόσφυση αναφέρεται σε μια έλξη μεταξύ διαφορετικών μορίων, για παράδειγμα, μεταξύ μιας ουσίας και ενός υποστρώματος.
Συνθήκες μέτρησης
Οι δοκιμές πρόσφυσης είναι πολύ διαδεδομένες στη βιομηχανία συγκολλητικών για την ποσοτικοποίηση της κολλητικότητας των διαφόρων προϊόντων. Στη συνέχεια, το περιστροφικό ρεόμετρο Kinexus χρησιμοποιήθηκε για τη διενέργεια δοκιμής προσκόλλησης σε κερί μαλλιών. Για το σκοπό αυτό, μια λωρίδα εμπορικού κεριού μαλλιών στερεώθηκε στην κάτω πλάκα και διατηρήθηκε στους 25°C. Η άνω πλάκα (διαμέτρου 8 mm) κατέβηκε μέχρι να επιτευχθεί κανονική δύναμη 30 N στο κερί. Μετά από 5 δευτερόλεπτα επαφής, το διάκενο αυξήθηκε γραμμικά με ταχύτητα 30 mm-s-1.
Κάντε κλικ εδώ για να δείτε τη δοκιμή.
Αποτελέσματα μέτρησης
Στο Σχήμα 1 απεικονίζεται η προκύπτουσα κανονική δύναμη συναρτήσει του χρόνου που λαμβάνεται για τη δοκιμή που πραγματοποιήθηκε στους 25°C. Μόλις η άνω πλάκα ανεβαίνει, η δύναμη αυξάνεται, φθάνοντας σε μέγιστη τιμή στο σημείο όπου σπάει ο δεσμός.
Τυπικά αποτελέσματα της δοκιμής πρόσφυσης είναι:
- Η περιοχή αιχμής, που σχετίζεται με την κόλλα ή την αντοχή συνάφειας, ανάλογα με τον τύπο της δοκιμής.
- Η δύναμη στο μέγιστο σημείο αιχμής, που ονομάζεται tack.
- Ο χρόνος για τη μείωση της δύναμης κατά 90%, ή χρόνος αστοχίας.
Όσο υψηλότερες είναι αυτές οι τιμές, τόσο ισχυρότερη είναι η συγκολλητικότητα ή η συνεκτικότητα.
Η δοκιμή πρόσφυσης μπορεί να πραγματοποιηθεί για τη σύγκριση των ικανοτήτων συγκόλλησης διαφορετικών υλικών. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη διερεύνηση της επίδρασης των ακόλουθων παραμέτρων στην κολλητικότητα:
- Θερμοκρασία
- Εφαρμοσμένη αξονική δύναμη
- Διάρκεια επαφής
- Ταχύτητα της άνω πλάκας
Εδώ, η δοκιμή διεξήχθη σε διαφορετικές θερμοκρασίες προκειμένου να προσδιοριστεί πώς επηρεάζεται η κολλητική ικανότητα του κεριού τρίχας εάν αποθηκεύεται σε ψυγείο ή στην έρημο. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκαν θερμοκρασίες 8°C και 50°C. Το σχήμα 2 και ο πίνακας 1 απεικονίζουν τα αποτελέσματα. Δείχνουν ότι η θερμοκρασία επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την κολλητικότητα του κεριού μαλλιών. Η κολλητικότητα διαφέρει περισσότερο από 20 φορές μεταξύ των μετρήσεων στους 8°C και στους 50°C.
Πίνακας 1: Πρόσφυση, αντοχή σε συνάφεια και χρόνος αστοχίας
Θερμοκρασία [°C] | Πρόσφυση [N] | Αντοχή συνοχής [N/s] | Χρόνος αστοχίας [s] |
|---|---|---|---|
| 8 | 43.1 | 16.2 | 0.82 |
| 25 | 11.8 | 3.3 | 0.74 |
| 50 | 1.8 | 0.6 | 0.69 |
Συμπέρασμα
Η θερμοκρασία επηρεάζει σημαντικά τα αποτελέσματα της δοκιμής πρόσφυσης. Όπως αναμενόταν, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία αποθήκευσης, τόσο πιο κολλώδες είναι αυτό το κερί μαλλιών. Η αποθήκευση στο ψυγείο (τυπική θερμοκρασία: 8°C) πρέπει να αποφεύγεται, καθώς αυτό το κερί μαλλιών θα γινόταν πολύ συνεκτικό και δεν θα κολλούσε σωστά στο δέρμα και τα μαλλιά.
Πρέπει να σημειωθεί ότι οι παράμετροι που επιλέγονται για τις δοκιμές επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τα αποτελέσματα. Έτσι, για τη σύγκριση της κολλητικότητας διαφορετικών υλικών απαιτούνται πανομοιότυπες συνθήκες μέτρησης, ιδίως η θερμοκρασία του δείγματος, η εφαρμοζόμενη κανονική δύναμη και η ταχύτητα της άνω πλάκας.