Лако-красочные материалы — производство

Метод определения характеристик клеев PSA при воздействии напряжения сдвига отличается от метода, используемого при испытаниях конструкционных и полукон­струкционных клеев. Как показано выше в данной главе, клеи типа PSA классифи­цируют с точки зрения «удерживающей способности при сдвиге*, что является тем же самым, что и испытание на «ползучесть при постоянной нагрузке*. В гл. 5 был расс мотрен сложный вопрос о влиянии молекулярной массы. В различных разделах этой книги был проведен динамический анашз вязкоупругости. Эти вопросы игра­ют определенную роль в формировании основных положений для последующего исследования.

Когда клей PSA подвергается усилию сдвига, он сразу приобретает эластические характеристики, которые затем переходят в вязкостные свойства Скорость, при ко­торой происходит такая релаксация, представляет собой податливость. В процес-
се испытания на ползучесть начальное напряжение сдвига действует на коротком участке шкалы времени, поэтому реакция клея является упругой. Однако для остав­шейся части эксперимента спорості, приложения нагрузки оказывается чрезвычай­но низкой, поэтому преобладающее значение имеют вязкостные свойства клея. Па­раметром, представляющим в данном случае интерес, является стабильная вязкость клея при сдвиге при температуре эксплуатации. Стабильная вязкость материала при сдвиге в значительной степени зависит от молекулярной массы полимера. Как показано в гл. 5, изменение вязкости определяется молекулярной массой в степе­ни 3.4 относительно общей молекулярной массы А/, полимера. При удовлетвори­тельном сопротивлении ползучести клей имеет молекулярную массу выше его А/. Действительно, чем выше значение молекулярной массы но отношению к А/. тем больше должна быть величина сопротивления клея сдвигу. В качестве иллюстрации рассмотрим следующее уравнение, которое было предложено для определения вре­мени разрушения при воздействии усилия сдвига [ 10]:

l:W х

min’

где I,— время до разрушения; /. — длина перекрытия, см; W — ширина перекрытия, см; г| — вязкость, пуаз; h толщина слоя клея; М нагрузка, г: g гравитационная постоянная.

Если параметр ч зависит от молекулярной массы в степени 3.4 по отношению к А/ и k — переводной коэффициент для определения зависимости вязкости от моле­кулярной массы, тогда

2AAfe

Отсюда очевидно, что увеличение вдвое молекулярной массы по отношению к Л/, приводит к возрастанию в 23-4 раза времени до разрушения клея при воздействий усилия сдвига.

Одним из методов определения потенциальной прочности клея при воздействии постоянного усилия сдвига является испытание на ползучесть, которое описано в гл. 5. Для того чтобы определить как клей может сопротивляться сдвигающей на­грузке. измеряют динамические механические характеристики. Как показано на рис. 5.10, длина плоского участка модуля упругости полимера определяет молеку­лярную массу и, следовательно, сопротивление полимера при воздейсгвии сдвигаю­щей нагрузки.

Более высокое содержание добавки, повышающей липкость, снижает сопротив­ление сдвигу клея PSA. Как показано выше, добавка, повышающая липкость, дей­ствует как антнпластификатор при высоких и как пластификатор при низких ско­ростях нагружения. Таким образом, хотя исходный полимер клея PSA может иметь высокую молекулярную массу, введение в рецептуру клея вещества, улучшающего липкость, повышает его текучесть, п клей ведет себя так, как если бы он имел более низкую молекулярную массу. Рисунок 9.10 подтверждает справедливость такого объяснения поведения клея, при котором сдвиговые характеристики уменьшаются в зависимости от увеличения соотношения смолы и каучука.

По существу, есть два способа повышения сдвиговых характеристик клея PSA. Первый способ заключается в увеличении молекулярной массы путем сшивания. Как показано в гл. 5, поперечные связи в полимерных цепях могут приводить к по­лучению очень большой (если не беспредельной) молекулярной массы. Процесс сшивания может осуществляться различными способами. Если клей получен на основе натурального каучука или любого из исходных полимеров, содержащих в главной цепи двойные связи, процесс образования поперечных связен может быть инициирован любым способом получения свободных радикалов, например, УФ — излучением или использованием пероксидов. Акрилатные клеи, особенно клен, содержащие акриловую кислоту, могут сшиваться в присутствии какого-либо ад — дитнвиого двухактивного вещества в сочетании с карбоновыми кислотами. Кроме того, определенные акрилатные мономеры могут быть использованы в процессе синтеза исходного полимера клея PSA, который затем сшивается в результате воз­действия повышенной температуры или фотохимического излучения.

Другие способы повышения сопротивления клея PSA ползучести при сдвиге были рассмотрены ранее. Если клей PSA получен на «к-новс блок-сополимера, в ко­тором один из блоков представляет собой отдельную фазу по отношению к другому блоку, и если для этой фазы характерно стеклообразное состояние, то такой фазо­разделенный материал выполняет роль сшивки. Поэтому блок-сополимерный клей PSA, как правило, не сшивается в процессе переработки и потенциально может быть переплавлен с сохранением исходных свойств.