Introduzione
Il tack o adesività nel contesto del comportamento dei materiali è associato all'adesività e può derivare da forze adesive tra due materiali a contatto o da forze coesive in un materiale che collega due substrati.
Per gli adesivi sensibili alla pressione, compresi i nastri e le etichette, il tack è definito come la capacità di formare un legame adesivo con un substrato sotto una leggera pressione e un breve contatto ed è un requisito essenziale per questi prodotti. Per altri materiali e applicazioni, il tack può essere una proprietà indesiderata, ad esempio i cementi ossei, che secondo la norma ISO5833 [3] devono essere privi di tack, per consentire all'utente di modellare e applicare il cemento senza che aderisca ai guanti o agli ausili per l'applicazione.
Il tack può anche influenzare il comportamento e la percezione dei prodotti di consumo, ad esempio l'estrusione di prodotti viscoelastici spessi come il dentifricio dai tubetti o la masticazione o la manipolazione di alimenti appiccicosi. Può anche essere usata per valutare le proprietà di una superficie e giudicare se è pulita o meno. Pertanto, la valutazione qualitativa dell'adesività può essere effettuata semplicemente attraverso il tatto o la sensazione, ma tali valutazioni sono soggettive, difficili da quantificare e possono essere influenzate da altri fattori aggiuntivi.
Per molte attività di ricercaarch e sviluppo, può essere utile vagliare, confrontare e quantificare il "tack" o "stickiness" utilizzando un semplice test oggettivo. Per l'industria degli adesivi sono disponibili molti test standard a seconda del tipo di prodotto, tra cui test come loop tack, quick stick e rolling ball.
Test della sonda invertita
Questa nota applicativa si riferisce a un altro test comunemente utilizzato nel settore degli adesivi, noto come test della sonda rovesciata. In questo test, una sonda rovesciata viene portata a contatto con l'adesivo a una velocità, una pressione e un tempo di contatto prestabiliti. Il tack viene quindi registrato come la forza massima necessaria per rompere il legame risultante.
![](https://analyzing-testing.netzsch.com/_Resources/Persistent/6/6/4/f/664f7b4fb2e0bee017f47b77c38b23bc0298cbe6/NETZSCH_AN_170_Abb_1-499x326.webp)
In questo caso, il picco della forza normale negativa (tensione) può essere attribuito al "tack", l'area sotto la curva forza-tempo alla forza adesiva o coesiva e il tempo impiegato per il decadimento del picco della forza del 90% è una misura comparativa del tasso o del tempo di fallimento, come illustrato nella Figura 1.
Sperimentale
- Le proprietà di tack di Blu-Tack® sono state misurate utilizzando una serie di forze di contatto (5 N, 10 N, 15 N e 20 N).
- Le misure sono state effettuate utilizzando un reometro rotazionale Kinexus con una cartuccia a piastra di Peltier che utilizza una piastra superiore da 20 mm e una inferiore da 65 mm (in acciaio inossidabile) e una sequenza standard preconfigurata nel software rSpace.
- Una sfera di 1,3 g di campione è stata posta al centro della piastra inferiore senza applicare alcuna pressione e la piastra superiore è stata portata a contatto con il campione a una velocità di avvicinamento di 10 mm/s fino al raggiungimento della forza di contatto richiesta.
- Dopo un periodo di contatto di 2 secondi, la distanza è stata aumentata linearmente a 10 mm/s e la forza normale è stata registrata in funzione del tempo.
- Tutte le misure sono state eseguite a 25°C.
![](https://analyzing-testing.netzsch.com/_Resources/Persistent/7/b/9/9/7b99d3d88d6451e18768ddf3a9339344069b0a46/NETZSCH_AN_170_Abb_2-498x324.webp)
![](https://analyzing-testing.netzsch.com/_Resources/Persistent/1/4/d/0/14d0eea80c0ee08026e826fae39462e81853289a/NETZSCH_AN_170_Abb_3-498x316.webp)
Risultati e discussione
La Figura 2 mostra il profilo della distanza e della forza normale per il Blu-Tack® con una forza normale di 10 N. Questa mostra l'avvicinamento della piastra superiore al campione a 10 mm/s e l'aumento della forza normale al momento del contatto. Dopo un periodo di contatto di 2 s, la distanza aumenta in modo lineare a 10 mm/s, in corrispondenza di una riduzione della forza di compressione, ma con una forza di trazione residua corrispondente all'adesione.
Tabella 1: Risultati dell'analisi basata sulla Figura 3 per diverse pressioni di contatto
Descrizione del campione | Nome dell'azione | Tempo (azione) (s) | Forza normale (N) | Spazio (mm) | Risultato dell'area |
---|---|---|---|---|---|
5 N | Forza normale di picco | 0.3573 | -1.677 | 7.8614 | |
5 N | Tempo di riduzione della forza del 90% del picco | 0.7006 | -1.677 | 11.288 | |
5 N | Area sotto la curva forza-tempo (N/s) | 0.4799 | |||
10 N | Forza normale di picco | 0.3525 | -3.492 | 6.6156 | |
10 N | Tempo di riduzione della forza del 90% del picco | 0.6906 | -0.3492 | 9.9909 | |
10 N | Area sotto la curva forza-tempo (N/s) | 0.8353 | |||
15 N | Forza normale di picco | 0.3690 | -4.220 | 6.0800 | |
15 N | Tempo di riduzione della forza del 90% del picco | 0.7127 | -0.4220 | 9.5118 | |
15 N | Area sotto la curva forza-tempo (N/s) | 1.977 | |||
20 N | Forza normale di picco | 0.3105 | -5.363 | 5.2124 | |
20 N | Tempo di riduzione della forza del 90% del picco | 0.6522 | -0.5363 | 8.6237 | |
20 N | Area sotto la curva forza-tempo (N/s) | 1.280 |
I risultati comparativi per le diverse pressioni di contatto sono mostrati nella Figura 3 e nella Tabella 1. Questi risultati si riferiscono solo alla forza di trazione (negativa), che corrisponde al tack e all'adesione.
I risultati mostrano che la tensione residua o l'aderenza aumentano con l'applicazione della forza normale, in particolare fino a 15 N, con solo un leggero aumento incrementale osservato con una forza normale applicata di 20 N. In termini di area sotto le curve, che si riferisce alla forza adesiva/coesiva del materiale, questa sembra aumentare con la forza di contatto fino a 15 N e poi si osserva una diminuzione a 20 N, indicando che esiste una forza di contatto ottimale tra 10 N e 20 N che dà la massima adesione in queste condizioni.
I tempi di decadimento della forza normale al 90% dei valori di picco sono simili per forze di contatto di 5 N, 10 N e 15 N, ma leggermente inferiori per 20 N, il che suggerisce un tasso di rottura leggermente più rapido dopo 20 N di pressione.
Conclusione
Un reometro rotazionale Kinexus con funzionalità avanzate di test assiale può essere utilizzato per valutare l'adesività o le proprietà coesive/adesive degli adesivi sensibili alla pressione. In questo studio, tali proprietà sono state valutate e confrontate per un campione di Blu-Tack® con diverse forze di contatto. Ciò suggerisce che esiste una pressione ottimale tra 10 N e 20 N che garantisce la massima adesione nelle condizioni del test.