Inleiding
Drukgevoelige lijmen (PSA's) zijn complexe colloïdale systemen. Ze bestaan uit twee hoofdcomponenten, een kleefstofgedeelte dat de lijm kleverig maakt en een latexgedeelte dat de kleefstof helpt om te vloeien. Er kunnen veel additieven worden gebruikt om de natte eigenschappen van de lijm te veranderen, hoe stabiel de lijm is bij opslag en hoe de lijm zich mengt en het substraatoppervlak bedekt.
Tijdens het samenstellen van PSA's worden veel componenten gemengd. De tackifier-emulsie en de waterige latex worden gemengd met andere componenten om de lijm te maken die klaar is om te coaten. Elke component moet reologisch gekarakteriseerd worden om zijn pompcapaciteit te bepalen. De hele PSA moet ook worden gekarakteriseerd om de pomp- en filtereigenschappen te bepalen.
Om de afschuifsnelheid te schatten die tijdens de verwerking optreedt, kan de volgende vergelijking worden gebruikt, waarbij Q het volumetrisch debiet is en r de straal van de leiding.
Door de viscositeit te meten bij geselecteerde schuifsnelheden iets boven en onder de berekende waarde kan een relevant deel van de stromingscurve worden gegenereerd. Er kan dan een Power Law-model worden toegepast op de gegevens en de waarden van k en n worden bepaald om het stromingsgedrag te beschrijven. Het Power Law-model wordt geschreven als
k is de consistentie
n is de power law-index
η is de viscositeit
σ is de schuifspanning
-γ is de schuifsnelheid
Consistentie heeft de eenheden van Pas maar is numeriek gelijk aan de viscositeit gemeten bij 1 s-1. De power law index varieert van 0 voor zeer sterk afschuivende materialen tot 1 voor Newtonse materialen.
Experimenteel
- In dit onderzoek zijn drie drukgevoelige lijmen gemeten en vergeleken.
- Rotatie reometer metingen werden uitgevoerd met een Kinexus rotatie reometer met een Peltier platencartridge en een 40 mm/1° kegel-plaat meetsysteem, met behulp van standaard voorgeconfigureerde sequenties in de rSpace software.
- Er werd een standaard beladingsvolgorde gebruikt om ervoor te zorgen dat beide monsters onderworpen werden aan een consistent en controleerbaar beladingsprotocol.
- Alle reologiemetingen werden uitgevoerd bij 25°C.
- De relevante afschuifsnelheid voor stroming in de pijp werd automatisch berekend als onderdeel van de testvolgorde met behulp van ingevoerde waarden voor de straal, lengte en volumestroom van de pijp.
- Er werd een afschuivingstabel uitgevoerd met een beginwaarde van (berekende afschuiving / 2) en een eindwaarde van (berekende afschuiving x 2) en de resulterende stromingscurve werd voorzien van een power law-model.
Resultaten en discussie
Uit figuur 1 blijkt dat lijm 3 de hoogste viscositeit heeft en daarom het moeilijkst te verpompen en te mengen is, gevolgd door lijm 2 en vervolgens lijm 1. Kleefstof 3 heeft een lagere waarde voor η dan de andere twee monsters en zal gemakkelijker te verpompen zijn bij hogere afschuifsnelheden. Het verhogen van de pompschuifsnelheid kan pompproblemen minimaliseren door de viscositeit van het monster te verlagen. Dit is het meest effectief als de afschuifverdunningsindex (η) small (<<1) is. Een monster met een hoge viscositeit, zoals 3, zal moeilijker te verpompen zijn dan een monster met een lage viscositeit, tenzij het een zeer small shear thinning index heeft.
Conclusie
Formuleringen kunnen worden geanalyseerd en hun pomp- en mengvermogen kan worden beoordeeld voorafgaand aan proeven in de fabriek. Vergelijkbare formuleringen kunnen worden getest om de beste combinatie van additieven te bepalen om het monster te optimaliseren voor pompen en mengen.