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你能粘接所有塑料吗?以及为什么表面能会影响粘附力

你能粘接所有塑料吗?以及为什么表面能会影响粘附力

与所有困难的问题一样,没有简单的答案。关于如何粘合塑料的问题没有什么不同,但简单的答案是肯定的,您可以粘合所有塑料。多年来,数百家困惑的制造商在向我们询问了这个问题的答案。如果您也一直在努力粘合塑料并且无法理解原因,那么您很幸运!我们写这篇文章来帮助你。

由于这个问题经常出现,因此我们知道可用的不同解决方案。我们也理解您很难轻松找到答案。这就是为什么本文将讨论塑料粘合困难的原因。

在本文结束时,您将已经阅读了提高附着力的不同解决方案。我们知道,届时您将更好地确定下一步该怎么做。

表面能在键合失效中的作用

一些塑料无法粘合的主要原因是它们的表面能。值得注意的是,这并不是粘附失败的唯一原因。但是,如果胶粘剂的表面能明显大于塑料的表面能,则很可能导致粘合力差。这与其他因素无关。表面能最终决定了您是否能够(或不能)粘合塑料。

简单来说,表面能是产品表面能量的相对测量值。当然,表面能的作用远不止于此。但为了解决手头的问题,我们将继续讨论为什么表面能会影响塑料的粘附力。

测量表面能及其对附着力的影响

表面能实际上是以平方米为单位的单位面积的能量。因此它的单位为 mJ/m2。塑料的两大类是高表面能 (HSE) 塑料和低表面能 (LSE) 塑料。

作为一般经验法则,我们将表面能为 38 或更高的塑料归类为 HSE 塑料。表面能为 37 或以下的塑料将被归类为 LSE 塑料。

一般来说,找到一种可以粘合 HSE 塑料的结构胶粘剂相对容易。只要你明确定义了该胶粘剂的要求,应该不会有太多问题。

但是当材料的表面能低于 37 时,问题就会出现。这是因为很难找到表面能低于 37 mJ/m² 的胶粘剂。如前所述,胶粘剂的表面能必须低于基材的表面能,才能充分粘合。

这就是为什么你不能用普通的胶粘剂粘接一些塑料,而许多塑料都在努力寻找满足其粘接要求的解决方案。

但是,LSE 塑料有哪些例子,您能做些什么呢?

低表面能塑料示例

在不列出每种塑料类型及其等级的情况下,最常用的 LSE 塑料是聚苯乙烯(表面能 = 36 mJ/m²)、聚丙烯(表面能 = 29 mJ/m²)和 PTFE,也称为特氟龙(表面能 = 18mJ/m²)。右图显示一些常用塑料的表面能低于 37 mJ/m²。

表面能越低,粘合塑料基材的难度就越大。

提高对低表面能塑料的附着力

请记住,我们并不是说以下解决方案可以解决您当前可能面临的问题。他们已经处理了传统上难以粘合具有低表面能的塑料的其他情况。他们可能是您的答案。

最常见的方法是增加表面能。您可能想知道这到底是如何实现的,但这相对简单。这种解决方案称为表面预处理,有以下形式。

  1. 机械预处理就是这样一种增加表面能的方法。它包括喷砂、打磨或研磨塑料以改变粘合的粗糙度和表面积。它通常被认为是小面积或可以通过使用专业设备快速处理某个区域的情况中最可行的解决方案。然而,机械预处理会导致塑料部件的结构损坏。通常发现它不能提供足够的粘合强度。这是因为基材最终的表面能仍然明显低于胶粘剂的表面能。对于非常低的表面能塑料,通常也不足以显着增加表面能。因此,这种方法可能不是解决您的粘合问题的合适解决方案。
  1. 化学预处理包括将塑料浸入酸中或“酸蚀”中,以去除其表面松散的氧化物层。没有机械预处理那么多缺点,但化学品和专业设备的成本(除了准备表面粘合所需的时间外)可能很大。但是,它确实有效。许多制造商使用它来制备 LSE 塑料,因为它比机械预处理有效得多。
  1. 第三种形式的预处理被称为“物理表面处理”。这包括通过将表面暴露在火焰、电晕放电或等离子体中来化学改变表面。这是一种有效的解决方案,也被广泛使用,但也有其缺点。所需的专业设备通常成本高昂,而且非常耗时,并且处理后可以粘合表面的时间窗口有限。

使胶粘剂具有非常低的表面能

那么还有其他选择吗?

是的,有。多年来,胶粘剂制造商(不仅仅是我们)已经能够制造出表面能极低的胶粘剂。

最近的学术发展已经证明了可用的解决方案。然而,困难在于采用这种解决方案并将其商业化。不过,这是有可能的。那么,这比预处理方法好吗?

它不一定是好是坏,它只是提供了一组不同的优点和缺点。明显的优势是您可以节省时间和金钱,而无需进行预处理过程。这种胶粘剂在应用前不需要任何特殊的表面预处理。

但低表面能胶粘剂的成本可能更高,具体取决于应用和使用的用量。制造胶粘剂所需的时间、研究和资源最终将导致昂贵的产品。

表面预处理或专业胶粘剂:哪种解决方案最适合您?

在决定下一步是什么时,您需要考虑多个因素。最终的答案是肯定的,您可以粘合所有塑料。但正如我们上面所概述的,在粘合方面,没有简单的解决方案可以解决低表面能塑料带来的问题。

我们希望我们能够通过展示可用潜在解决方案的优缺点来帮助您权衡最适合您的解决方案。我们认为我们在此问题上的专业知识将帮助您找到合适的解决方案来满足您的需求。我们甚至创造了一种表面能非常低的胶粘剂产品,这可能是最适合您需求的解决方案。

最终决定权在您手中。如果您认为表面预处理是最好的解决方案,我们建议您更详细地阅读不同的方法,并评估您应该如何在您的公司中实施它。

无论您正在考虑什么解决方案,或者您仍在决定,我们都明白没有两个粘合问题是相同的。我们知道,当您找不到答案时,可能会非常令人沮丧。

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