Чувствительный к давлению клей

Чувствительный к давлению клей ( PSA , самоклеящийся , самоклеящийся клей ) — это тип нереактивного клея , который образует связь при приложении давления для склеивания клея с поверхностью. Для активации клея не требуется растворитель, вода или тепло. Он используется в чувствительных к давлению лентах , этикетках , клеевых точках , наклейках , блокнотах , автомобильной отделке и широком спектре других продуктов.

Как следует из названия «чувствительный к давлению», степень сцепления зависит от величины давления, которое используется для нанесения клея на поверхность.

Факторы поверхности, такие как гладкость, поверхностная энергия , удаление загрязнений и т. д., также важны для правильного склеивания.

PSA обычно предназначены для образования связи и правильного удержания при комнатной температуре. PSA обычно уменьшают или теряют свою липкость при низких температурах и снижают способность удерживать сдвиг при высоких температурах; специальные клеи созданы для работы при высоких или низких температурах.

Структурные и самоклеящиеся клеи

Клеи можно разделить на два класса: структурные и чувствительные к давлению. Для образования постоянного соединения структурные клеи затвердевают в результате таких процессов, как испарение растворителя (например, белый клей), реакция с УФ - излучением (как в случае стоматологических клеев ), химическая реакция (например, двухкомпонентная эпоксидная смола ) или охлаждение (как в случае с двухкомпонентной эпоксидной смолой). термоплавкий ). Напротив, чувствительные к давлению клеи (PSA) образуют соединение просто путем приложения легкого давления для соединения клея с клеем.

Чувствительные к давлению клеи разработаны с учетом баланса между текучестью и сопротивлением текучести. Соединение образуется потому, что клей достаточно мягкий, чтобы растекаться или смачивать склеиваемое вещество. Соединение обладает прочностью, поскольку клей достаточно тверд, чтобы противостоять растеканию при приложении напряжения к соединению. Когда клей и склеиваемое вещество находятся рядом, молекулярные взаимодействия, такие как силы Ван-дер-Ваальса в соединении также участвуют , которые вносят значительный вклад в конечную прочность соединения. PSA проявляет вязкоупругие ( вязкие и эластичные ) свойства, оба из которых используются для правильного склеивания.

В отличие от конструкционных клеев, прочность которых оценивается как прочность на сдвиг внахлест, самоклеящиеся клеи характеризуются сопротивлением сдвигу и отслаиванию, а также начальной липкостью. Эти свойства зависят, среди прочего, от состава, толщины покрытия, степени истирания и температуры.

« Постоянные » клеи, чувствительные к давлению, изначально чувствительны к давлению и удаляются (например, для восстановления неправильно маркированных товаров), но через несколько часов или дней меняют свои свойства, становясь менее или не вязкими, или увеличивая прочность сцепления, так что соединение становится менее вязким. постоянный. ^{[ нужна ссылка ]}

Эффекты формы

На клеевое приклеивание ленты или этикетки может влиять ее форма. Ленты с заостренными углами начинают отрываться по этим углам; ^{[ 1 ]} Прочность клея можно улучшить, закруглив углы. ^{[ 2 ]}

Приложения

Чувствительные к давлению клеи предназначены для постоянного или съемного применения. Примеры постоянного применения включают этикетки безопасности для силового оборудования, фольгированную ленту для HVAC воздуховодов , сборку внутренней отделки автомобилей и пленки, поглощающие звук/вибрацию. Некоторые высокоэффективные постоянные PSA демонстрируют высокие показатели адгезии и могут выдерживать килограммы веса на квадратный сантиметр площади контакта даже при повышенной температуре. ^{[ 3 ]} Они создают адгезию к постоянному соединению через несколько часов или дней.

Удаление

Съемные клеи предназначены для образования временного соединения, и в идеале их можно удалить через несколько месяцев или лет, не оставляя следов на клее. Съемные клеящие вещества используются в таких приложениях, как пленки для защиты поверхности, клейкие ленты , бумага для закладок и заметок , ценники, рекламные графические материалы, а также для контакта с кожей (повязки для ухода за ранами, электроды ЭКГ , спортивные ленты, трансдермальные пластыри с лекарственными средствами и т. д.). . Некоторые съемные клеи предназначены для многократного прилипания и отклеивания. Они имеют низкую адгезию и, как правило, не могут выдержать большой вес.

Иногда чистое удаление чувствительной к давлению ленты может быть затруднено без повреждения подложки, к которой она приклеена. Вытягивание с медленной скоростью и под небольшим углом отслаивания помогает уменьшить повреждение поверхности. Остаток PSA можно размягчить некоторыми органическими растворителями или нагреванием. Экстремальный холод ( сухой лед , замораживающий аэрозоль и т. д.) может привести вязкоупругих к переходу материалов в стеклофазу ; таким образом, он полезен для удаления многих типов PSA. ^{[ 4 ]}

Производство

Клеи, чувствительные к давлению, производятся либо на жидкой основе, либо в 100% твердой форме. Такие изделия, как ленты и этикетки, изготавливаются из жидких PSA путем нанесения клея на подложку и испарения органического растворителя или водного носителя, обычно в сушилке с горячим воздухом. Сухой клей можно дополнительно нагреть для инициирования реакции сшивания и увеличения молекулярной массы. 100% твердые PSA могут представлять собой полимеры низкой вязкости , на которые нанесено покрытие, а затем они вступают в реакцию с радиацией для увеличения молекулярной массы и образования клея (отверждаемый радиацией PSA); или это могут быть материалы с высокой вязкостью, которые нагревают для снижения вязкости настолько, чтобы можно было нанести покрытие, а затем охлаждают до их окончательной формы ( термоплав PSA , HMPSA).

Состав

PSA обычно основаны на эластомере, дополненном подходящим веществом , повышающим клейкость (например, канифоли эфиром ). Эластомеры могут быть основаны на акриловых смолах , которые сами по себе обладают достаточной клейкостью и не требуют придания клейкости.

стирола Блок-сополимеры (SBC), также называемые клеями на основе стирольных сополимеров и клеями на основе каучука, обладают хорошей гибкостью при низких температурах, высоким удлинением и высокой термостойкостью. Их часто используют в клеях-расплавах , где состав сохраняет липкость даже после затвердевания; однако также используются составы, не чувствительные к давлению. ^{[ 5 ]} Обычно они имеют структуру ABA с эластичным резиновым сегментом между двумя жесткими пластиковыми концевыми блоками. Высокопрочные пленкообразователи, используемые отдельно, повышают когезию и вязкость в качестве добавки. Водостойкий, растворяется в некоторых органических растворителях; сшивка улучшает устойчивость к растворителям. Смолы, связанные с концевыми блоками (кумарон-инден, α-метилстирол, винилтолуол, ароматические углеводороды и др.), улучшают адгезию и изменяют вязкость. Смолы, связанные со средними блоками (алифатические олефины, эфиры канифоли, политерпены, терпеновые фенольные смолы), улучшают адгезионные, технологические и чувствительные к давлению свойства. Добавление пластификаторов снижает стоимость, улучшает липкость, чувствительную к давлению, снижает вязкость расплава, снижает твердость и улучшает низкотемпературную гибкость. Структура АБК способствует фазовому разделению полимера, связывая вместе концевые блоки, при этом центральные эластичные части действуют как поперечные связи; SBC не требуют дополнительной сшивки. ^{[ 6 ]}

Стирол- бутадиен -стирол (SBS) используется в высокопрочных PSA изделиях, стирол-этилен/ бутилен -стирол (SEBS) в нетканых материалах с низкой самоклеящейся способностью, а также стирол-этилен/пропилен (SEP) и стирол- изопрен. -стирол (SIS) используются в продуктах PSA с низкой вязкостью и высокой клейкостью.

Температурные соображения

На свойства клеев, чувствительных к давлению, может сильно влиять температура. Характеристики липкости или «быстрого прилипания» имеют решающее значение для первоначального приклеивания к предполагаемой основе; прохладные температуры могут сделать PSA слишком твердым и потерять липкость. После нанесения температура влияет на эффективность использования по назначению: тепло может размягчить клей, снижая его способность удерживать сдвиг. Холодные температуры также могут способствовать преждевременному высвобождению. Большинство методов испытаний PSA и ленты проводятся при температуре 23 (°C) и относительной влажности 50 %, но обычно испытания проводятся и при других температурах (и с меньшим давлением притирания), чтобы лучше соответствовать характеристикам PSA требованиям конечных пользователей.

Разработчики клеев часто используют более фундаментальные температурные характеристики, используя передовые методы, такие как динамический механический анализ и дифференциальную сканирующую калориметрию . ^{[ 7 ]} Особое значение имеет определение « температуры стеклования» , «Т» _g .

См. также

Средство для удаления клея
Blu-спасибо
Контактные механики
Динамический механический анализ
Клеевые точки
Лента-гаффер
Список клейких лент
Наклейка для заметок
Реология
Самоклеящаяся марка
вязкоупругость
Чувствительная к давлению бумага
Смачивание – способность жидкости сохранять контакт с твердой поверхностью.

Ссылки

^ Попов Валентин Львович; Порт, Роман; Ли, Цян (01 сентября 2017 г.). «Прочность клеевых контактов: Влияние геометрии контакта и градиентов материала» . Трение . 5 (3): 308–325. дои : 10.1007/s40544-017-0177-3 . ISSN 2223-7690 .
^ Физика трения (06 декабря 2017 г.), Наука трение: Адгезия сложных форм , заархивировано из оригинала 14 декабря 2021 г. , получено 2 января 2018 г.
^ Возраст клеев, водный акрил, Пирсон, август 1990 г.
^ US5,798,169 , Смит, «САМОСОДЕРЖАЩАЯСЯ ПЕЧАТЬ С ЗАЩИТОЙ НА ПЕРЕВОЗКУ», опубликовано в 1998 г.
^ Лизл К. Мэсси (1 января 2003 г.). Свойства проницаемости пластмасс и эластомеров, 2-е изд.: Руководство по упаковочным и барьерным материалам . Уильям Эндрю. стр. 582–. ISBN 978-0-8155-1851-8 .
^ Марк, Джеймс Э. (21 марта 2007 г.). Справочник по физическим свойствам полимеров . Springer Science & Business Media. ISBN 9780387690025 – через Google Книги.
^ Лим, Дон-Хёк (2006), «Характеристики PSA и вязкоупругие свойства смесей PSA на основе SIS с веществами, повышающими клейкость H-DCPD» , Journal of Applied Polymer Science , 103 (3): 2839–2846 , получено 27 июня 2023 г.

Дальнейшее чтение

«Чувствительные к давлению клеи и их применение», Иштван Бенедек, 2004 г., ISBN 0-8247-5059-4
«Клейкие ленты, чувствительные к давлению», Дж. Джонстон, PSTC, 2003 г., ISBN 0-9728001-0-7
«Состав, чувствительный к давлению», И. Бенедек, ВСП, 2000 г., ISBN 90-6764-330-0

[1] Попов Валентин Львович; Порт, Роман; Ли, Цян (01 сентября 2017 г.). «Прочность клеевых контактов: Влияние геометрии контакта и градиентов материала» . Трение . 5 (3): 308–325. дои : 10.1007/s40544-017-0177-3 . ISSN 2223-7690 .

[2] Физика трения (06 декабря 2017 г.), Наука трение: Адгезия сложных форм , заархивировано из оригинала 14 декабря 2021 г. , получено 2 января 2018 г.

[3] Возраст клеев, водный акрил, Пирсон, август 1990 г.

[4] US5,798,169 , Смит, «САМОСОДЕРЖАЩАЯСЯ ПЕЧАТЬ С ЗАЩИТОЙ НА ПЕРЕВОЗКУ», опубликовано в 1998 г.

[Massey2003-5] Лизл К. Мэсси (1 января 2003 г.). Свойства проницаемости пластмасс и эластомеров, 2-е изд.: Руководство по упаковочным и барьерным материалам . Уильям Эндрю. стр. 582–. ISBN 978-0-8155-1851-8 .

[6] Марк, Джеймс Э. (21 марта 2007 г.). Справочник по физическим свойствам полимеров . Springer Science & Business Media. ISBN 9780387690025 – через Google Книги.

[7] Лим, Дон-Хёк (2006), «Характеристики PSA и вязкоупругие свойства смесей PSA на основе SIS с веществами, повышающими клейкость H-DCPD» , Journal of Applied Polymer Science , 103 (3): 2839–2846 , получено 27 июня 2023 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]