Клей для ппс: Лучший клей для пенополистирола — рейтинг 2018

Bitumast (Битумаст) Клей для Экструдированного Пенополистирола, 21.5 л

Расход материала, л/м20,5

Время схватывания клеящего слоя при 20 °С, часов48

Массовая доля нелетучих веществ, %,60

Прочность сцепления с бетоном, МПа0,5

Прочность сцепления с металлом, МПа0,5

Температура размягчения, °С90

Область применения:

Приклеивание теплоизоляционных плит из экструдированного пенополистирола или пенопласта к бетонным, металлическим, деревянным и другим основаниям, а также для склеивания плит между собой.

Описание материала:

Клей для экструдированного пенополистирола — состав на основе модифицированного битума, растворителя, пластификатора и наполнителея. Изготовлен с применением специального растворителя, не растворяющего пенополистирол. Не содержит толуола и других токсичных растворителей.

Особенности:

Обеспечивает дополнительную гидроизоляцию теплоизолируемой поверхности.

Удобство в работе, не требует проведения огневых работ, не боится отрицательных температур.

Рекомендован ведущими производителями экструдированного пенополистирола.

Характеристики:

— Время схватывания клеящего слоя при 20 º С, ч, не более — 48
— Массовая доля нелетучих веществ, %, не менее — 65
— Температура размягчения сухого остатка, º С, не менее — плюс 90
— Прочность сцепления с металлом, МПа, не менее — 0,5
— Прочность сцепления с бетоном, МПа, не менее — 0,5
— Расход — 1,0 — 2,0 л/м.кв

Производство работ:

Подготовленная поверхность должна быть ровной и сухой, не иметь выступающей арматуры, раковин, наплывов, сколов, рёбер, масляных пятен, грязи, ржавчины, пыли, льда, снега и воды. Для достижения наилучшего результата, поверхность должна быть огрунтована битумным праймером «Bitumast». Металлическую поверхность необходимо очистить от рыхлой и пластовой ржавчины механической зачисткой и рекомендуется обработать преобразователем ржавчины «Bitumast».

Клей использовать при температуре окружающей среды не ниже минус 5°С и отсутствии осадков, для работ при отрицательной температуре, клей рекомендуется отогреть до комнатной температуры. Клей наносится на поверхность ровным сплошным слоем обычным или гребенчатым шпателем. Затем, на образованный клеевой слой, укладываются теплоизоляционные плиты. По необходимости (например, при сильном ветре), до схватки клеевого соединения, требуется фиксация временными подпорками при вертикальном расположении листов, а при горизонтальном расположении листов — поверхностной загрузкой плит.

Хранение:

Хранить в плотно закрытой таре при температуре от минус 30ºС до плюс 50ºС. Предохранять от воздействия влаги и прямых солнечных лучей, вдали от нагревательных приборов и открытых источников огня. Не хранить в жилых помещениях и в контакте с продуктами питания. Держать в недоступном для детей месте. Гарантийный срок хранения при условии герметичной упаковки — 24 месяца.

Меры предосторожности:

Клей для экструдированного пенополистирола огнеопасен! Работы с клеем проводить на открытом воздухе, при работе в помещении необходимо обеспечить приточную вентиляцию, не курить.

Исключить наличие нагревательных приборов и открытых источников огня. Не допускать попадания клея на кожные покровы, в глаза и пищевод, применять защитные костюмы, перчатки и очки. При попадании клея на кожу — удалить ветошью и смыть загрязнение мыльной водой. При попадании клея в глаза — промыть большим количеством проточной воды и при необходимости обратиться за медицинской помощью. При попадании клея в пищевод — НЕ вызывать рвоту, немедленно обратиться за медицинской помощью и показать этикетку.

Клей-пена для ППС Ceresit CT 84 (850 мл)

Назначение: Клей Ceresit CT 84 предназначен для крепления плит из формованного и экструдированного пенополистирола на минеральных основаниях, в т. ч. при устройстве систем наружной теплоизоляции фасадов как строящихся, так и эксплуатируемых зданий. Также используется для заполнения зазоров в стыках между закрепленными пенополистирольными плитами. Клей Ceresit CT 84 обладает высокой адгезией к поверхности ограждающих конструкций из бетона, кирпича, ячеистых блоков, штукатурок и других минеральных оснований, а также панелей OСП и битумных гидроизоляционных покрытий.

Для устройства на поверхности пенополистирольных плит защитного слоя, армированного стеклосеткой, следует при-менять смесь Ceresit СТ 85. Применение: Подготовка основания: Основание должно соответствовать требованиям ДСТУ-Н Б А.3.1-23:2013 и ДБН В.2.6-22-2001. Основание должно быть достаточно прочным, очищенным от разного рода загрязнений и веществ, снижающих адгезию (жиров, смазочных масел, битумных мастик, лакокрасочных покры-тий и т. п.). Осыпающиеся и непрочные участки поверхности необходимо удалить. Загрязняющие вещества, а также паронепроницаемые лакокрасочные покрытия следует полностью удалить механическим способом. Например, струей воды под высоким давлением или с помощью растворителя. При использовании клея в условиях пониженной температуры основание не должно быть покрыто льдом, снегом или инеем. Участки поверхности, пораженные мхом, водорослями или грибком, следует очистить стальными щетками и обработать фунгицидным препаратом Ceresit CT 99. Старые неоштукатуренные стены, паропроницаемые малярные покрытия следует очистить от пыли, а при необходимости промыть струей воды под давлением и полностью просушить.
Сильно впитывающие основания, например стены из ячеистобетонных или силикатных блоков, следует дважды обработать грунтовкой Ceresit СТ 17 и просушить в течение не менее 4 часов. Для оценки несущей способности подготовленного основания необходимо с помощью клея приклеить в нескольких местах стены кубики пенополистирола и через 24 часа оторвать их вручную. Несущая способность подготовленного основания прочность адгезионного контакта клея считаются достаточными, если отрыв пенополистирола происходит когезионно, т. е. по слою пенополистирола. Выполнение работ: Энергично встряхнуть баллон в течение 30 секунд для равномерного перемешивания компонентов. Затем снять защитный колпачок с клапана баллона и, установив баллон клапаном вверх на ровную поверхность, аккуратно совместить клапан баллона с посадочным местом монтажного пистолета. Надавливая одной рукой на монтажный пистолет сверху вниз, второй рукой, вращая баллон против часовой стрелки, завинтить до упора клапан баллона в посадочное место монтажного пистолета.
Клей Ceresit CT 84 на монтажную поверхность плиты наносят при помощи монтажного пистолета, держа его таким образом, чтобы баллон находился сверху, и сохраняя достаточное для равномерного нанесения клея расстояние между распылителем и плитой. Клей наносят, отступая от края примерно 2 см. Затем сразу же прикладывают плиту к стене и с небольшой силой прижимают ее с помощью длинной рейки. Плоскостность поверхности приклеенных плит можно корректировать в течение 20 минут с момента их крепления так же с помощью длинной рейки. Плиты следует крепить в одной плоскости с Т-образной перевязкой швов вплотную одна к другой. Зазор между плитами не должен превышать 2 мм. Более крупные зазоры между плитами необходимо плотно заполнить обрезками пенополистирола или Ceresit CT 84. При приклеивании плит к сводам следует использовать дополнительные крепежные элементы. Через два часа после крепления плиты из пенополистирола можно крепить дюбелями к основанию, шлифовать и наносить на их поверхность армированный стеклосеткой защитный слой.
После снятия распылителя с баллона необходимо очистить его при помощи специального растворителя. Свежие остатки клея могут быть удалены при помощи специального растворителя, затвердевшие только механически. Технические характеристики: Состав: олигомеры изоцианатов, вытесняющий газ. Температура применения: от -10 С до +40 С. Влажность воздуха при применении: до 90%. Открытое время: не менее 10 мин. Время отверждения: не менее 2 часов (при температуре +20 C). Коэффициент теплопроводности: 0,040 Вт/мК. Температура применения: от -10 C до +40 С. Адгезия к бетону: не менее 0,3 МПа. Адгезия к пенополистиролу: не менее 0,1 МПа. Температура эксплуатации: от -50 C до +70 C. Расход: 1 баллон на утепление примерно 10 м2.

Клей для сэндвич панелей Union Polymers 17 мин (ПВХ-ППС)

Полимерные материалы производятся по уникальным рецептурам, которые были разработаны специалистами компании. Мы предлагаем большой выбор полимеров, а также сопутствующих товаров. К этому моменту компания осуществила

больше 126 000 поставок. У нас качественные полимерные материалы.

Смотреть ассортимент

Однокомпонентный полиуретановый клей, предназначен для изготовления сэндвич-панелей периодическим способом. Клей применяется для склейки пенополистирола (ППС), пенополиуретана с материалами облицовок – ПВХ, металлом, АБС-пластиком и т.д.

 

Отличительные характеристики:

• однокомпонентный, не требует смешения со вторым компонентом;

• не содержит растворителей и летучих веществ, наполнителей и пластификаторов;

• разрешается хранить при низких температурах, клей восстанавливает свойства при размораживании;

• влагоотверждаемый, отверждается под действием атмосферной влаги или напыленной воды;

• обладает технологичной вязкостью, отличной растекаемостью;

• высокая прочность склеивания панели;

• водостойкое эластичное клеевое соединение, выдерживающее циклические воздействия температур от -40 до +80°С; 

 

Технические характеристики:

Внешний вид Вязкая однородная жидкость, бесцветная, желтого или молочно-белого цвета без посторонних включений. Допускается помутнение.
Вязкость динамическая при 25°С, мПа·с 3000 – 5000
Плотность при 20°С, г/см3 1,09 – 1,12
Открытое время* клея при 25°С и 80% влажности, мин 17 – 20
Время прессования** при 25°С и 80% влажности, мин 120
Время полного отверждения при 20°С, час

24

Рекомендации к применению:

*Открытое время клея – время, по истечении которого клей, нанесенный на склеиваемые поверхности, начинает терять способность к схватыванию. В случае сэндвич-панелей открытое время клея это время от нанесения клея на первую панель, до помещения стопы панелей под пресс, то есть время набора стопы.

**Время прессования – время, в течение которого панели находятся под прессом, время до достижения заданной прочности.

Открытое время и время прессования зависят от температуры и влажности производственного помещения.

Полное отверждение клея происходит через 24 часа от начала склеивания (при температуре 20-25°С), после выемки из пресса панели выдержать 16-20 часов перед дальнейшими операциями (торцовка, проверка на брак при изгибе и т.д.).

КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ

Химическое соединение | TORELINA ™ | ТОРЕЙ ПЛАСТИК

Техническая информация | Вторичная обработка | Химическое соединение

Химические методы соединения формованных изделий включают метод с использованием адгезивов и метод плавления поверхностей формованных изделий подобными органическим растворителям. TORELINA является высококристаллическим и предлагает отличную химическую стойкость, поэтому последний метод, соединение растворителем, не может быть использован. Единственный метод химического соединения, который можно использовать с TORELINA, — это использование клея.Хотя заливка немного отличается от соединения, она также может быть классифицирована как тип химического соединения. Это включает в себя инкапсуляцию электронной схемы в формованное изделие коробчатой ​​формы в целях изоляции.

Ⅰ. Клейкое соединение

Из-за своей высокой кристалличности и плохой смачиваемости клеем смола PPS классифицируется как термопластичная смола с низкими адгезионными свойствами. Клеевое соединение — это метод, при котором соответствующие функциональные группы клея и термопластической смолы реагируют друг с другом, чтобы соединиться вместе для получения прочности соединения.Для смолы PPS обычно используются эпоксидные, цианоакрилатные, силиконовые, полиимидные и другие клеи. Независимо от типа используемого клея прочность соединения будет ниже, чем та, которая возможна при физическом соединении и креплении винтами. Поэтому при использовании TORELINA для конструктивных элементов заранее уделите этому внимание.

Ⅱ. Метод оценки

При оценке адгезионного соединения, показанной на рис. 10.2, образец в форме гантели (ASTM № 1, без обработки поверхности) разрезают пополам, клей наносят так, чтобы площадь адгезии равнялась 0.5 см 2 , а затем происходит отверждение в подходящих для этого клея условиях. Условия отверждения различаются в зависимости от типа клея. Соблюдайте рекомендуемые условия, предоставленные производителем клея. Склеенный образец для испытаний, для которого клей полностью затвердел, оставляют в стандартной среде не менее чем на 24 часа, а затем определяют нагрузку на разрыв при сдвиге (Н) с помощью прибора для испытания на растяжение. Затем это преобразуется в напряжение соединения (МПа) в зависимости от площади клея.
Когда наблюдается поверхность излома, ее можно классифицировать по одной из схем (1) — (3). Межфазное разрушение происходит, если прочность соединительной поверхности (граница раздела между основным материалом и клеем) самая низкая, когезионное разрушение происходит, если прочность самого клея самая низкая, а разрушение основного материала происходит, если прочность поверхностный слой основного материала самый низкий.

◆ Классификация видов разрушения

  • 1.Излом на границе раздела:
    Разрушение (отслоение) происходит на границе раздела между смолой PPS и клеем.
  • 2. Разрушение когезии:
    Разрушение клея.
  • 3. Излом основного материала (чередующийся излом):
    Поверхность излома полностью находится на стороне основного материала (PPS) или частично на стороне основного материала (PPS) и частично на стороне клея.

Рис. 10.2 Метод испытания клеевого соединения

Ⅲ.Силиконовая адгезия

Силиконовый клей доступен в различных вариантах. Его в основном классифицируют по трем факторам: (1) температура отверждения (отверждение при комнатной температуре или термическое отверждение), (2) требуется ли отвердитель (однокомпонентный или двухкомпонентный) и (3) реакция отверждения ( реакция конденсации или реакция присоединения). Каждому типу присущи свои особенности. В общем, для типа отверждения при комнатной температуре отверждение происходит постепенно, начиная с поверхности, которая находится в контакте с воздухом (влажностью), и продвигается к более глубоким участкам.На скорость отверждения влияют комнатная температура, влажность (тип реакции конденсации), площадь контакта с воздухом, глубина более глубокой части и т. Д., Поэтому трудно контролировать время отверждения, а отверждение занимает много времени. много времени. Это увеличивает тактовое время в производстве. По этой причине термическое отверждение выгодно с точки зрения управления производством, поскольку отверждение происходит равномерно и быстро, что упрощает управление временем. Для типа реакции отверждения, который основан на реакции конденсации, в процессе реакции образуется побочный продукт реакции (газ), поэтому этот тип не подходит для герметичных систем.По этой причине и с точки зрения рабочей среды тип реакции присоединения лучше подходит для соединения. Однако обратите внимание, что тип реакции присоединения использует платиновый катализатор, и если поверхность соединяемого элемента содержит компонент, который ингибирует реакцию платинового катализатора (каталитический яд), может оказаться невозможным получить достаточную прочность соединения из-за к лечению торможения.

Для определения силиконовых адгезионных свойств TORELINA, силиконовые клеи, перечисленные в Табл. 10.1.

Таблица. 10.1 Силиконовые клеи (имеющиеся в продаже)

Клей Производитель Изделие № Система отверждения Условия отверждения
Клей
(1)
Доу Корнинг
Торай
SE 1714 Однокомпонентная термообработка и
дополнительного отверждения
150 ℃ × 0,5 ч
Клей
(2)
SE 1816CV Двухкомпонентный термостат и
аддитивного отверждения
100 ℃ × 1.0 часов
Клей
(3)
Shin-Etsu Chemical KE-1833 Однокомпонентная термообработка и
дополнительного отверждения
150 ℃ × 1,0 час

◆ Контрольный пример 1 — Типы адгезии и прочности сцепления —

Результаты испытаний адгезионных свойств однотипных TORELINA приведены в таблице. 10. 2. Для всех силиконовых клеев, использованных в этом испытании, не наблюдалось ингибирования отверждения.В зависимости от типа клея наблюдались различия в прочности сцепления.

Таблица. 10.2 Силиконовые адгезионные свойства TORELINA (толщина адгезионного слоя: 1 мм, без обработки поверхности)

TORELINA
Марка
Клей силиконовый тип
Клей (1) Клей (2) Клей (3)
Прочность сцепления
(МПа)
Состояние отверждения Состояние перелома Прочность сцепления
(МПа)
Состояние отверждения Состояние перелома Прочность сцепления
(МПа)
Состояние отверждения Состояние перелома
A504X90 1.9 Вылечено Сплоченность 1,0 Вылечено Сплоченность 2,9 Вылечено Сплоченность
A575W20 2,3 Вылечено Сплоченность 1,0 Вылечено Сплоченность 2,9 Вылечено Сплоченность

◆ Контрольный пример 2 — Зависимость от толщины клеевого слоя —

Инжир. 10,3
Толщина клеевого слоя в зависимости от прочности сцепления

Для клеевого соединения прочность сцепления может отличаться в зависимости от толщины клеевого слоя, как показано на рис. 10.3 и в таблице. 10.3. Наблюдается следующая тенденция: чем тоньше клеевой слой, тем выше прочность сцепления.

Таблица. 10.3 Зависимость толщины клеевого слоя

Арт. Толщина клеевого слоя (мм)
0.1 0,5 1,0 2,0
Прочность сцепления МПа 3,6 3,3 2,9 2,0
Состояние отверждения Вылечено Вылечено Вылечено Вылечено
Вид разрушения Сплоченность Сплоченность Сплоченность Сплоченность

◆ Контрольный пример 3 — Прочность силиконовых адгезионных деталей —

Рис. 10.4 Прочность клеевого соединения (A575W20)

Результаты проведения испытаний на долговечность испытательных образцов TORELINA A575W20, на которые был нанесен силиконовый клей (3) (толщина адгезионного слоя: 1 мм, без обработки поверхности), показаны на рис. 10.4 и в таблице. 10.4. Для сухой термической обработки и влажно-тепловой обработки можно заметить, что при применении таких типов обработки прочность имеет тенденцию становиться выше начальной прочности. Судя по тому факту, что режим разрушения меняется от когезионного разрушения к чередующемуся, предполагается, что отвержденное состояние адгезивной части изменяется со временем и, таким образом, влияет на режим разрушения.

Стол. 10.4 Режимы разрушения после испытаний на долговечность
Обработка для обеспечения прочности
Время лечения (ч) или цикл лечения
0 48 500 1000
120 ℃ сухой жар Разрыв когезии Знакопеременный перелом Знакопеременный перелом Знакопеременный перелом
85 ℃ × 85% относительной влажности Сплоченность
перелом
Чередование
перелом
Чередование
перелом
Чередование
перелом
Холодный цикл
(-40⇔130 ℃ 、 1 час каждый)
Сплоченность
перелом
Интерфейс
перелом
Интерфейс
перелом
Интерфейс
перелом

С другой стороны, для обработки холодным циклом наблюдается тенденция к падению прочности ниже начальной прочности, в результате чего режим разрушения меняется на межфазный разрыв. Предполагается, что для обработки холодным циклом многократно применяются высокие и низкие температуры, так что деформация из-за разницы линейного расширения возникает на границе раздела между формованным изделием и клеем. Из-за этого прочность стыка интерфейса со временем уменьшается.

Ⅳ. Эпоксидная адгезия

Эпоксидная адгезия используется не только для соединения, но и для герметизации (заливки) электрических цепей коробчатых формованных изделий с целью изоляции. В последнее время, среди прочего, смола PPS используется для деталей силовых модулей гибридных автомобилей и электрических велосипедов, что увеличивает количество случаев, в которых требуется способность достичь адгезии с эпоксидной смолой.
Эпоксидный клей (эпоксидная смола) можно разделить на несколько классификаций, как и силиконовый клей. Его особенности включают тот факт, что он может быть отвержден с помощью различных отвердителей, таких как амин, полиамид, имидазол, полимеркаптан и ангидрид кислоты, и что он проявляет желаемые свойства, такие как термостойкость и ударопрочность, в зависимости от типа отверждения. агент.

Для определения адгезионных свойств эпоксидной смолы TORELINA используются эпоксидные клеи, указанные в Табл.10,5.

Таблица. 10.5 Эпоксидные клеи (имеющиеся в продаже продукты)

Клей Производитель База
состав
Отвердитель
Средство
Основа
компаунд / отвердитель
агент
соотношение смеси
Условия отверждения
Клей (4) SANYU REC EC-260 Н-560 100/90 130 ℃ × 3 часа
Клей (5) Нагасе
ChemteX
XNR5002 XNH5002 100/90 130 ℃ × 3 часа
Смола

PPS и эпоксидный клей имеют относительно высокое сродство друг к другу, но прочность сцепления недостаточна для герметизации деталей автомобиля, упомянутых ранее.Линейка TORELINA включает A610EA1, для которого увеличена физическая сила соединения (увеличение площади поверхности и анкерный эффект) без необходимости предварительной обработки, такой как струйная очистка, как показано на рис. 10.5, а также A490MA50 и A495MA1, которые оба предлагают более высокий химический состав. усилие соединения за счет увеличения количества точек, в которых происходят реакции между поверхностью формованного изделия и эпоксидным клеем, как показано на рис. 10.6.


Рис. 10.5 Средства для улучшения физического усилия соединения
Рис.10.6 Средства для улучшения химической силы соединения

◆ Пример испытаний 1 — Марки TORELINA с хорошей адгезией к эпоксидной смоле —

Адгезионные свойства эпоксидной смолы TORELINA приведены в таблице. 10.6. Эти марки с хорошей адгезией эпоксидной смолы могут обеспечить соединение с прочностью примерно в два-три раза большей, чем это возможно с обычными марками с высоким содержанием наполнителя. Только A610EA1 относится к режиму, при котором разрушение происходит на поверхностном слое формованного изделия из PPS (разрушение основного материала). Предполагается, что это связано с различием в механизме адгезии эпоксидной смолы (рис. 10.5 и 10.6).

Таблица. 10.6 Адгезионные свойства эпоксидной смолы TORELINA (клей (5), без предварительной обработки)

Арт. Обычный высокий наполнитель Хорошая адгезия к эпоксидной смоле Хорошая адгезия эпоксидной смолы
и устойчивость к тепловому циклу
A310MX04 A610EA1 A490MA50 A495MA1
Плотность (кг / м 3 1970 1900 1820 1710
Адгезия
Прочность
(МПа) 3.0 8,0 9,1 10,0
Состояние перелома Интерфейс Основной материал Интерфейс Интерфейс

◆ Контрольный пример 2 — Типы адгезии и прочности сцепления —

Результаты испытаний адгезионных свойств однотипных TORELINA приведены в таблице. 10.7. Для TORELINA A490MA50 и A495MA1 не наблюдается разницы с разными типами клея, использованными в испытании, и с обоими была получена высокая прочность сцепления.

Таблица. 10.7 Адгезионные свойства эпоксидной смолы TORELINA (без предварительной обработки)

TORELINA
Марка
Клей эпоксидный тип
Клей (4) Клей (5)
Прочность сцепления
(МПа)
Состояние перелома Прочность сцепления
(МПа)
Состояние перелома
A490MA50 9.5 Базовый материал
/ Интерфейс
9,1 Интерфейс
A495MA1 10,9 Интерфейс 10,0 Интерфейс

Химическое соединение | TORELINA ™ | ТОРЕЙ ПЛАСТИК

Техническая информация | Вторичная обработка | Химическое соединение

Химические методы соединения формованных изделий включают метод с использованием адгезивов и метод плавления поверхностей формованных изделий подобными органическим растворителям. TORELINA является высококристаллическим и предлагает отличную химическую стойкость, поэтому последний метод, соединение растворителем, не может быть использован. Единственный метод химического соединения, который можно использовать с TORELINA, — это использование клея. Хотя заливка немного отличается от соединения, она также может быть классифицирована как тип химического соединения. Это включает в себя инкапсуляцию электронной схемы в формованное изделие коробчатой ​​формы в целях изоляции.

Ⅰ. Клейкое соединение

Из-за своей высокой кристалличности и плохой смачиваемости клеем смола PPS классифицируется как термопластичная смола с низкими адгезионными свойствами.Клеевое соединение — это метод, при котором соответствующие функциональные группы клея и термопластической смолы реагируют друг с другом, чтобы соединиться вместе для получения прочности соединения. Для смолы PPS обычно используются эпоксидные, цианоакрилатные, силиконовые, полиимидные и другие клеи. Независимо от типа используемого клея прочность соединения будет ниже, чем та, которая возможна при физическом соединении и креплении винтами. Поэтому при использовании TORELINA для конструктивных элементов заранее уделите этому внимание.

Ⅱ. Метод оценки

При оценке клеевого соединения, показанной на рис. 10.2, образец в форме гантели (ASTM № 1, без обработки поверхности) разрезают пополам, наносят клей так, чтобы площадь склеивания составляла 0,5 см. 2 , а затем отверждение происходит в соответствующих условиях для этого клея. Условия отверждения различаются в зависимости от типа клея. Соблюдайте рекомендуемые условия, предоставленные производителем клея. Склеенный образец для испытаний, для которого клей полностью затвердел, оставляют в стандартной среде не менее чем на 24 часа, а затем определяют нагрузку на разрыв при сдвиге (Н) с помощью прибора для испытания на растяжение.Затем это преобразуется в напряжение соединения (МПа) в зависимости от площади клея.
Когда наблюдается поверхность излома, ее можно классифицировать по одной из схем (1) — (3). Межфазное разрушение происходит, если прочность соединительной поверхности (граница раздела между основным материалом и клеем) самая низкая, когезионное разрушение происходит, если прочность самого клея самая низкая, а разрушение основного материала происходит, если прочность поверхностный слой основного материала самый низкий.

◆ Классификация видов разрушения

  • 1. Излом на границе раздела:
    Излом (отслаивание) происходит на границе раздела между смолой PPS и клеем.
  • 2. Разрушение когезии:
    Разрушение клея.
  • 3. Излом основного материала (чередующийся излом):
    Поверхность излома полностью находится на стороне основного материала (PPS) или частично на стороне основного материала (PPS) и частично на стороне клея.

Рис.10.2 Метод испытания соединения на клеевой основе

Ⅲ. Силиконовая адгезия

Силиконовый клей доступен в различных вариантах. Его в основном классифицируют по трем факторам: (1) температура отверждения (отверждение при комнатной температуре или термическое отверждение), (2) требуется ли отвердитель (однокомпонентный или двухкомпонентный) и (3) реакция отверждения ( реакция конденсации или реакция присоединения). Каждому типу присущи свои особенности. В общем, для типа отверждения при комнатной температуре отверждение происходит постепенно, начиная с поверхности, которая находится в контакте с воздухом (влажностью), и продвигается к более глубоким участкам.На скорость отверждения влияют комнатная температура, влажность (тип реакции конденсации), площадь контакта с воздухом, глубина более глубокой части и т. Д., Поэтому трудно контролировать время отверждения, а отверждение занимает много времени. много времени. Это увеличивает тактовое время в производстве. По этой причине термическое отверждение выгодно с точки зрения управления производством, поскольку отверждение происходит равномерно и быстро, что упрощает управление временем. Для типа реакции отверждения, который основан на реакции конденсации, в процессе реакции образуется побочный продукт реакции (газ), поэтому этот тип не подходит для герметичных систем.По этой причине и с точки зрения рабочей среды тип реакции присоединения лучше подходит для соединения. Однако обратите внимание, что тип реакции присоединения использует платиновый катализатор, и если поверхность соединяемого элемента содержит компонент, который ингибирует реакцию платинового катализатора (каталитический яд), может оказаться невозможным получить достаточную прочность соединения из-за к лечению торможения.

Для определения силиконовых адгезионных свойств TORELINA, силиконовые клеи, перечисленные в Табл.10.1.

Таблица. 10.1 Силиконовые клеи (имеющиеся в продаже)

Клей Производитель Изделие № Система отверждения Условия отверждения
Клей
(1)
Доу Корнинг
Торай
SE 1714 Однокомпонентная термообработка и
дополнительного отверждения
150 ℃ × 0,5 ч
Клей
(2)
SE 1816CV Двухкомпонентный термостат и
аддитивного отверждения
100 ℃ × 1.0 часов
Клей
(3)
Shin-Etsu Chemical KE-1833 Однокомпонентная термообработка и
дополнительного отверждения
150 ℃ × 1,0 час

◆ Контрольный пример 1 — Типы адгезии и прочности сцепления —

Результаты испытаний адгезионных свойств однотипных TORELINA приведены в таблице. 10.2. Для всех силиконовых клеев, использованных в этом испытании, не наблюдалось ингибирования отверждения.В зависимости от типа клея наблюдались различия в прочности сцепления.

Таблица. 10.2 Силиконовые адгезионные свойства TORELINA (толщина адгезионного слоя: 1 мм, без обработки поверхности)

TORELINA
Марка
Клей силиконовый тип
Клей (1) Клей (2) Клей (3)
Прочность сцепления
(МПа)
Состояние отверждения Состояние перелома Прочность сцепления
(МПа)
Состояние отверждения Состояние перелома Прочность сцепления
(МПа)
Состояние отверждения Состояние перелома
A504X90 1.9 Вылечено Сплоченность 1,0 Вылечено Сплоченность 2,9 Вылечено Сплоченность
A575W20 2,3 Вылечено Сплоченность 1,0 Вылечено Сплоченность 2,9 Вылечено Сплоченность

◆ Контрольный пример 2 — Зависимость от толщины клеевого слоя —

Инжир.10,3
Толщина клеевого слоя в зависимости от прочности сцепления

Для клеевого соединения прочность сцепления может отличаться в зависимости от толщины клеевого слоя, как показано на рис. 10.3 и в таблице. 10.3. Наблюдается следующая тенденция: чем тоньше клеевой слой, тем выше прочность сцепления.

Таблица. 10.3 Зависимость толщины клеевого слоя

Арт. Толщина клеевого слоя (мм)
0.1 0,5 1,0 2,0
Прочность сцепления МПа 3,6 3,3 2,9 2,0
Состояние отверждения Вылечено Вылечено Вылечено Вылечено
Вид разрушения Сплоченность Сплоченность Сплоченность Сплоченность

◆ Контрольный пример 3 — Прочность силиконовых адгезионных деталей —

Рис.10.4 Прочность клеевого соединения (A575W20)

Результаты проведения испытаний на долговечность испытательных образцов TORELINA A575W20, на которые был нанесен силиконовый клей (3) (толщина адгезионного слоя: 1 мм, без обработки поверхности), показаны на рис. 10.4 и в таблице. 10.4. Для сухой термической обработки и влажно-тепловой обработки можно заметить, что при применении таких типов обработки прочность имеет тенденцию становиться выше начальной прочности. Судя по тому факту, что режим разрушения меняется от когезионного разрушения к чередующемуся, предполагается, что отвержденное состояние адгезивной части изменяется со временем и, таким образом, влияет на режим разрушения.

Стол. 10.4 Режимы разрушения после испытаний на долговечность
Обработка для обеспечения прочности
Время лечения (ч) или цикл лечения
0 48 500 1000
120 ℃ сухой жар Разрыв когезии Знакопеременный перелом Знакопеременный перелом Знакопеременный перелом
85 ℃ × 85% относительной влажности Сплоченность
перелом
Чередование
перелом
Чередование
перелом
Чередование
перелом
Холодный цикл
(-40⇔130 ℃ 、 1 час каждый)
Сплоченность
перелом
Интерфейс
перелом
Интерфейс
перелом
Интерфейс
перелом

С другой стороны, для обработки холодным циклом наблюдается тенденция к падению прочности ниже начальной прочности, в результате чего режим разрушения меняется на межфазный разрыв.Предполагается, что для обработки холодным циклом многократно применяются высокие и низкие температуры, так что деформация из-за разницы линейного расширения возникает на границе раздела между формованным изделием и клеем. Из-за этого прочность стыка интерфейса со временем уменьшается.

Ⅳ. Эпоксидная адгезия

Эпоксидная адгезия используется не только для соединения, но и для герметизации (заливки) электрических цепей коробчатых формованных изделий с целью изоляции. В последнее время, среди прочего, смола PPS используется для деталей силовых модулей гибридных автомобилей и электрических велосипедов, что увеличивает количество случаев, в которых требуется способность достичь адгезии с эпоксидной смолой.
Эпоксидный клей (эпоксидная смола) можно разделить на несколько классификаций, как и силиконовый клей. Его особенности включают тот факт, что он может быть отвержден с помощью различных отвердителей, таких как амин, полиамид, имидазол, полимеркаптан и ангидрид кислоты, и что он проявляет желаемые свойства, такие как термостойкость и ударопрочность, в зависимости от типа отверждения. агент.

Для определения адгезионных свойств эпоксидной смолы TORELINA используются эпоксидные клеи, указанные в Табл.10,5.

Таблица. 10.5 Эпоксидные клеи (имеющиеся в продаже продукты)

Клей Производитель База
состав
Отвердитель
Средство
Основа
компаунд / отвердитель
агент
соотношение смеси
Условия отверждения
Клей (4) SANYU REC EC-260 Н-560 100/90 130 ℃ × 3 часа
Клей (5) Нагасе
ChemteX
XNR5002 XNH5002 100/90 130 ℃ × 3 часа
Смола

PPS и эпоксидный клей имеют относительно высокое сродство друг к другу, но прочность сцепления недостаточна для герметизации деталей автомобиля, упомянутых ранее.Линейка TORELINA включает A610EA1, для которого увеличена физическая сила соединения (увеличение площади поверхности и анкерный эффект) без необходимости предварительной обработки, такой как струйная очистка, как показано на рис. 10.5, а также A490MA50 и A495MA1, которые оба предлагают более высокий химический состав. усилие соединения за счет увеличения количества точек, в которых происходят реакции между поверхностью формованного изделия и эпоксидным клеем, как показано на рис. 10.6.


Рис. 10.5 Средства для улучшения физического усилия соединения
Рис.10.6 Средства для улучшения химической силы соединения

◆ Пример испытаний 1 — Марки TORELINA с хорошей адгезией к эпоксидной смоле —

Адгезионные свойства эпоксидной смолы TORELINA приведены в таблице. 10.6. Эти марки с хорошей адгезией эпоксидной смолы могут обеспечить соединение с прочностью примерно в два-три раза большей, чем это возможно с обычными марками с высоким содержанием наполнителя. Только A610EA1 относится к режиму, при котором разрушение происходит на поверхностном слое формованного изделия из PPS (разрушение основного материала). Предполагается, что это связано с различием в механизме адгезии эпоксидной смолы (рис.10.5 и 10.6).

Таблица. 10.6 Адгезионные свойства эпоксидной смолы TORELINA (клей (5), без предварительной обработки)

Арт. Обычный высокий наполнитель Хорошая адгезия к эпоксидной смоле Хорошая адгезия эпоксидной смолы
и устойчивость к тепловому циклу
A310MX04 A610EA1 A490MA50 A495MA1
Плотность (кг / м 3 1970 1900 1820 1710
Адгезия
Прочность
(МПа) 3.0 8,0 9,1 10,0
Состояние перелома Интерфейс Основной материал Интерфейс Интерфейс

◆ Контрольный пример 2 — Типы адгезии и прочности сцепления —

Результаты испытаний адгезионных свойств однотипных TORELINA приведены в таблице. 10.7. Для TORELINA A490MA50 и A495MA1 не наблюдается разницы с разными типами клея, использованными в испытании, и с обоими была получена высокая прочность сцепления.

Таблица. 10.7 Адгезионные свойства эпоксидной смолы TORELINA (без предварительной обработки)

TORELINA
Марка
Клей эпоксидный тип
Клей (4) Клей (5)
Прочность сцепления
(МПа)
Состояние перелома Прочность сцепления
(МПа)
Состояние перелома
A490MA50 9.5 Базовый материал
/ Интерфейс
9,1 Интерфейс
A495MA1 10,9 Интерфейс 10,0 Интерфейс

Полифениленсульфид (PPS) Пластик: свойства и применение

Что такое полифениленсульфид (ПФС)?

Что такое сульфид полифенилена (ПФС)?

Полифениленсульфид (ПФС) представляет собой полукристаллический термопласт для высоких температур.Это жесткий и непрозрачный полимер с высокой температурой плавления (280 ° C). Он состоит из звеньев пара-фенилена, чередующихся с сульфидными связями.

PPS предлагает отличный баланс таких свойств, как:


И его легко обрабатывать, так как его прочность повышается при высоких температурах.

Эти активы делают полифениленсульфид предпочтительной альтернативой металлам и термореактивным пластикам для использования в автомобильных деталях, бытовой технике, электронике и некоторых других областях.

Из чего сделан PPS?

Из чего сделан PPS?

Первый коммерческий процесс для PPS был разработан Эдмондсом и Хиллом (патент США 3 354 129, Yr.1967), работая в Philips Petroleum под торговой маркой Ryton.

Сегодня все коммерческие процессы используют улучшенные версии этого метода. PPS получают реакцией сульфида натрия и дихлорбензола в полярном растворителе, таком как N-метилпирролидон, и при более высокой температуре [около 250 ° C (480 ° F)].

В оригинальном процессе, разработанном Philips, полученный продукт имеет низкую молекулярную массу и может использоваться в этой форме для нанесения покрытий. Для получения формованных марок ППС отверждают (удлиняют цепь или сшивают) около точки плавления полимера в присутствии небольшого количества воздуха.Этот процесс отверждения приводит к:

  • Увеличение молекулярной массы
  • Повышенная прочность
  • Потеря растворимости
  • Уменьшение текучести расплава
  • Снижение кристалличности
  • Потемнение в цвете (коричневатый цвет в отличие от этого линейного сорта PPS не совсем белый)

Сообщалось о том, что в течение определенного периода времени модификация процесса устраняла стадию отверждения и разрабатывала продуктов с улучшенной механической прочностью .

Regular PPS — это не совсем белый линейный полимерный материал с умеренной молекулярной массой и механической прочностью. При нагревании выше температуры стеклования (Tg ~ 85 ° C) он быстро кристаллизуется. Три основных типа PPS включают:

Linear PPS

  • МВт этого полимера почти вдвое больше, чем у обычного ПФС.
  • Увеличенная длина молекулярной цепи обеспечивает высокую прочность на разрыв, удлинение и ударную вязкость

Отвержденный ППС

  • Получается при нагревании штатного ПФС на воздухе (O 2 )
  • Отверждение приводит к удлинению молекулярной цепи и образованию некоторых ответвлений молекулярной цепи, увеличивает молекулярную массу и обеспечивает некоторые характеристики, подобные термореактивным.

Разветвленный ППС

  • Имеет более высокую МВт, чем у обычного PPS
  • Основа вытянутой молекулы имеет расширенный полимерный подбородок, ответвляющийся от него
  • Разветвленный PPS с улучшенными механическими свойствами, прочностью и пластичностью

Основные свойства полифениленсульфида (ПФС)

Основные свойства полифениленсульфида (ПФС)

В предыдущем разделе мы обсудили общие характеристики полифениленсульфида.Также важно упомянуть, что есть несколько других свойств полифениленсульфида , которые следует учитывать, прежде чем использовать его для конкретного применения. Давайте подробно обсудим все свойства PPS…

Кристаллическая структура и физические свойства


PPS представляет собой полукристаллический полимер .
  • Элементарная ячейка орторомбическая (a = 0,867 нм, b = 0,561 нм, c = 1,026 нм)
  • Теплота плавления идеального кристалла PPS была рассчитана как 112 Дж / г.
  • В зависимости от термической истории, молекулярной массы и статуса сшивки (линейная или нет) степень кристалличности колеблется от 0.От 30 до 0,45%
  • Аморфный и сшитый ППС можно получить:
    • Нагрев материала выше температуры плавления
    • Охлаждение до температуры примерно на 30 ° C ниже температуры плавления и
    • Подержать несколько часов при наличии воздуха

Стабильность размеров


PPS — идеальный материал для для производства сложных деталей с очень жесткими допусками. Полимер демонстрирует превосходную стабильность размеров даже при использовании в условиях высокой температуры и высокой влажности.

Электрические характеристики


PPS обладает отличными электроизоляционными свойствами . Как объемное удельное сопротивление, так и сопротивление изоляции сохраняются после воздействия окружающей среды с высокой влажностью. Он имеет менее выраженную чувствительность O 2 и может быть легко легирован для получения высокой проводимости.

Тепловые свойства и огнестойкость


PPS — специальный высокотемпературный полимер. Большинство составов PPS соответствуют стандарту UL94V-0 без добавления антипирена.PPS может выдерживать температуру до 260 ° C в течение короткого времени и может использоваться при температуре ниже 200 ° C в течение длительного времени.

Механические свойства


PPS обладает высокой прочностью , высокой жесткостью и низкими характеристиками деградации даже в условиях высоких температур. Он также демонстрирует отличную усталостную выносливость и сопротивление ползучести. Однако PPS имеет меньшее удлинение при разрыве, более высокую стоимость и довольно хрупкий. Сегодня PPS доступен в различных формах и сортах, таких как компаунды, волокна, нити, пленки и покрытия.

Химические свойства


PPS обладает хорошей химической стойкостью . После отверждения на него не влияют спирты, кетоны, хлорированные алифатические соединения, сложные эфиры, жидкий аммиак и т. Д., Однако на него обычно влияют разбавленные HCl и азотные кислоты, а также конц. серная кислота. Он нечувствителен к влаге и обладает хорошей атмосферостойкостью.

Как оптимизировать свойства PPS?

Как оптимизировать свойства PPS?

На рынке имеется большое количество соединений PPS.Из-за химической стойкости полимера можно применять самые разные наполнители и армирующие волокна, а также их комбинации. Смола

PPS обычно армируется различными армирующими материалами или смешивается с другими термопластами для дальнейшего улучшения ее механических и термических свойств. PPS больше используется, когда наполнен стекловолокном, углеродным волокном и PTFE .

Доступно множество марок, включая:


Однако на рынке PPS-GF40 и PPS-GF MD 65 признаны стандартными компаундами.Эти двое имеют подавляющую долю рынка.

Как видите, механические свойства армированных марок существенно отличаются от чистых ненаполненных полимеров. Типичные значения свойств для армированных и заполненных марок попадают в диапазон, показанный в таблице ниже.

Имущество (Единица) Метод испытаний Без заполнения Армированное стеклом Стекло-минеральное наполнение *
Содержание наполнителя (%) 40 65
Плотность (кг / л) ISO 1183 1.35 1,66 1,90 — 2,05
Предел прочности (МПа) ISO 527 65-85 190 110–130
Удлинение при разрыве (%) ISO 527 6-8 1,9 1,0–1,3
Модуль упругости при изгибе (МПа) ISO 178 3800 14000 16000-19000
Прочность на изгиб (МПа) ISO 178 100-130 290 180-220
Ударная вязкость по Изоду с надрезом (кДж / м 2 ) ISO 180 / 1A 11 5-6
HDT / A (1.8 МПа) (° С) ISO 75 110 270 270
Типичные механические свойства PPS и составов PPS
Данные из рекламных проспектов: DURAFIDE®, Полипластики; Ryton®, Solvay
* в зависимости от соотношения наполнителя Стекло / Минерал

Обычно чистые сорта полимера используются для волокон и пленок, тогда как сорта с наполнителем / армированием используются для самых разных применений в термически и / или химически требовательной среде.

Дополнительные Нанокомпозиты на основе PPS также могут быть получены с использованием углеродных нанонаполнителей (расширенный графит (EG) или обработанный ультразвуком EG (S-EG), CNT) или неорганических наночастиц . Из-за нерастворимости PPS в обычных органических растворителях, большинство PPS-нанокомпозитов были приготовлены методом смешивания в расплаве. Одной из основных причин добавления нанонаполнителей к PPS является улучшение механических свойств для удовлетворения растущих требований определенных областей применения.

Кроме того, различные добавки используются для изменения свойств PPS.

  • Чтобы снизить текучесть расплава, т.е. , достичь высокой вязкости , могут быть добавлены такие добавки, как силикат щелочного металла, сульфит щелочного металла, аминокислоты, олигомеры простого силилового эфира.



  • Если во время полимеризации добавляется хлорид кальция, молекулярная масса увеличивается.
  • Ударопрочность может быть улучшена путем включения блок-сополимеров в начальную реакцию
  • Сложные эфиры сульфоновой кислоты вместе с зародышеобразователем улучшат скорость кристаллизации
  • При добавлении в смесь дитионата щелочного или щелочноземельного металла они увеличивают термостабильность и снижают температуру кристаллизации

Условия обработки PPS

Условия обработки для PPS

Смолы PPS (базовый полимер, армированные стекловолокном и минеральные / стеклопластиковые системы) обычно используются для литья под давлением, экструзионного выдувного формования и экструзии.

Полифениленсульфид можно перерабатывать при температурах от 300 до 350 ° C. Обработка ПФС временами может быть затруднена из-за его высокой температуры плавления.

Если используется PPS с наполнителем, следует использовать верхнюю температуру обработки, чтобы избежать любого вида износа цилиндра, винта и наконечника винта.

Предварительная сушка


Предварительная сушка при 150–160 ° C в течение 2-3 часов или при 120 ° C в течение 5 часов рекомендуется для улучшения внешнего вида формованных изделий и предотвращения слюноотделения.

Для марок с наполнителем из углеродного волокна предварительная сушка особенно важна, потому что углеродные волокна хорошо впитывают влагу.

Литье под давлением


  • Из-за низкой вязкости необходимо проверить герметичность формы
  • Температура цилиндра: 300-320 ° C
  • Температура формы: 120-160 ° C для получения хорошей кристаллизации и минимизации коробления
  • Давление впрыска: 40-70 МПа
  • Скорость вращения винта: 40-100 об / мин

»Посмотреть все марки PPS, подходящие для литья под давлением

Но для повышения производительности возможна температура пресс-формы 50 ° C с последующей последующей кристаллизацией при 200 ° C, но не рекомендуется для применений, требующих высокой стабильности размеров.

Экструзия


Экструзионные марки PPS обычно доступны для производства волокна и моноволокна, а также труб, стержней и плит.
  • Условия сушки: 121 ° в течение 3 часов
  • Температура пресс-формы: 300-310 ° C
  • Температура расплава: 290-325 ° C

Найдите подходящий полифениленсульфид (PPS) Grade

Просмотрите широкий спектр марок полифениленсульфида (ПФС), доступных сегодня на рынке, проанализируйте технические данные каждого продукта, получите техническую помощь или запросите образцы.

Производство ультратонких волокон из полипропилена с высокой прочностью и прочностью с помощью электропрядения из расплава

Полимеры (Базель). 2019 Март; 11 (3): 530.

Yun-Ze Long

2 Центр совместных инноваций в области наноматериалов и устройств, Физический колледж, Университет Циндао, Циндао 266071, Китай; [email protected]

2 Центр совместных инноваций в области наноматериалов и устройств, Физический колледж, Университет Циндао, Циндао 266071, Китай; мок[email protected]

Поступила 12.02.2019; Принято 17 марта 2019 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

Abstract

Электропрядение (электронное прядение) — это развивающийся метод получения ультратонких волокон. Полифениленсульфид (ПФС) — это высокоэффективная смола, которая не растворяется ни в каком растворителе при комнатной температуре.Коммерческие волокна PPS производятся в основном методом выдувания из расплава или фильерного способа производства с получением волокон диаметром ~ 20 мкм. В этом исследовании для изготовления ультратонких волокон PPS использовалось разработанное компанией устройство электроспиннинга из расплава, а операция электронного прядения проводилась в атмосфере инертного газа для предотвращения окисления волокон PPS. В оптимальных условиях электронного прядения (диаметр сопла 3 мм, электростатическое напряжение 30 кВ и расстояние от наконечника до коллектора 9,5 см) волокна после прядения имели диаметр менее 8,0 мкм.После определения характеристик полученные волокна PPS показали одинаковый диаметр и структурную стабильность. По сравнению с коммерческими штапельными волокнами из ПФС полученные волокна имели пик холодной кристаллизации и в 10 раз более высокий модуль упругости, тем самым обеспечивая лучшую прочность на разрыв и удлинение при разрыве более 400%.

Ключевые слова: электроспиннинг из расплава, волокна PPS, высокая пластичность при растяжении, высокоэффективные волокна

1. Введение

Электроформование (электронное прядение) — это новая технология получения ультратонких волокон.Благодаря высокой удельной поверхности волокон после прядения и удобству формования нетканых матов на месте, волокна и маты, полученные методом электропрядения (электронное прядение), имеют широкий спектр применений, таких как фильтрация [1,2], экология [3,4], медицина [5,6], энергия [7] и катализ [8]. В типичном методе электронного прядения используется раствор полимера, в большинстве случаев содержащий функциональные компоненты, который формируется в волокно благодаря испарению растворителя до того, как струя достигает коллектора. Однако полимер, используемый в растворе предшественника электронного прядения, должен быть растворим в каком-либо растворителе, и растворитель улетучивается во время процесса электронного прядения, что препятствует индустриализации раствора электронного прядения или приводит к высокой стоимости при повторном использовании растворителя. .Поэтому технологиям электронного прядения без использования растворителей уделяется все больше внимания. Наши группы разработали серию технологий электронного прядения без использования растворителей, содержащих влагу, свет и нагрев, а также подготовку на месте ультратонких волокон для систем клея, чувствительных к воде, свету и температуре [9,10,11, 12]. Другой проблемой является технология электронного прядения без использования растворителей, а именно электронное прядение из расплава. Хорошо известно, что большинство термопластичных полимерных материалов обладают определенной текучестью, превышающей их точки плавления, и в промышленности длинные волокна или штапельные волокна можно изготавливать с помощью процессов выдувания из расплава или фильерного способа производства.Из-за ограничений оборудования более тонкие промышленные волокна, полученные выдуванием из расплава, имеют диаметр более десятка микрон. Для некоторых растворимых полимеров, таких как полиакрилонитрил (PAN), поливиниловый спирт (PVA) и т. Д., Также можно проводить мокрое прядение. Некоторые полимерные смолы трудно растворить в любых растворителях при комнатной температуре, и их можно формовать только из расплава. Таким образом, электронное прядение из расплава является эффективным способом изготовления ультратонких волокон, таких как полипропилен (ПП), полимолочная кислота, поли (ε-капролактон) и т.п. [13,14,15,16].По сравнению с электронным прядением из раствора, электронное прядение из расплава является более эффективным и безопасным, а волокна после прядения легче контролировать, что выгодно перед их применением в электростатическом прямом письме или трехмерной (3D) печати [17,18, 19].

Полифениленсульфид (ПФС) — это разновидность высокоэффективной термопластичной смолы, не растворимой в любом растворителе при комнатной температуре. PPS обладает особыми свойствами, такими как сильная кислотостойкость, термостойкость, стойкость к действию растворителей и огнестойкость [20,21], а его волокно находит широкое применение в промышленности, например, для изготовления фильтрующих материалов для защиты окружающей среды [22].Массовое производство штапельных волокон PPS в основном осуществляется методом выдувания из расплава. О процессе электронного прядения из расплава сообщается редко. Zhang et al. использовали C60 в качестве тонких наполнителей для улучшения электропроводности PPS и изготовили неочищенное волокно размером 45–85 мкм путем электронного прядения из расплава, а условия электронного прядения не были продемонстрированы [23]. Другие добавленные полимеры могут помочь смоле PPS формировать волокна, а смешанные ультратонкие волокна PPS / PP были получены группой Ли с помощью электронного прядения из расплава [24]. Geng et al. исследовали условия аддитивной технологии 3D-печати с использованием ПФС в качестве сырья, при этом толщина линии печати ПФС составляла 320 мкм [25].

В этой статье для предотвращения окисления ультратонких волокон PPS, имеющих более высокую удельную поверхность, было использовано разработанное компанией устройство электронного прядения из расплава, а электронное прядение выполнялось в инертном газе. Были успешно получены ультратонкие волокна электронного прядения PPS. Было исследовано влияние условий электронного прядения на морфологию, а также охарактеризованы характеристики полученных волокон.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы Порошок

PPS со скоростью течения расплава (MFR) 1714 г / 10 мин был любезно предоставлен Zhejiang NHU Company Ltd.Штапельные волокна PPS, коммерческий продукт со средним диаметром 15 мкм, также были получены от NHU Co. Ltd. (Чжэцзян, Китай).

2.2. Устройство для электропрядения из расплава собственной разработки

a является иллюстрацией устройства для электропрядения из расплава собственной разработки, использованного в данном исследовании. Медная игла диаметром 2 мм, установленная в сопло, подсоединенное к металлическому шприцу, помогает контролировать течение вязкого расплава ПФС и образует конус Тейлора на вершине иглы при добавлении высоковольтного электростатического поля.Нагреватель представляет собой пружинное нагревательное кольцо с регулятором температуры. Иглу и шприц помещали в химический стакан с герметичной крышкой, который был заполнен инертным газом (диоксид углерода (CO 2 )), чтобы образовавшаяся струя и волокна не окислялись. Устройство подачи высокого напряжения было подключено к алюминиевой фольге в качестве положительного коллектора, окружающего стакан.

( a ) Иллюстрация устройства электропрядения из расплава (электронного прядения); ( b ) оптическое изображение установки электронного прядения из расплава; ( c ) волокна полифениленсульфида (PPS), полученные методом электронного прядения.

2.3. Электронно-прядение из расплава PPS

Сначала газ CO 2 вентилировался в химический стакан для вытеснения при атмосферном давлении со скоростью 100 мл / мин, а через 15 минут скорость потока газа регулировалась и поддерживалась на уровне 5 мл / мин при электронном прядении, что гарантирует, что струя и волокно в инертном газе CO 2 не окисляются. Сырье PPS помещали в шприц и затем нагревали до 315 ° C в течение 20 мин. При включении источника питания (высокое напряжение) расплав PPS вытек из медной иглы под действием силы тяжести и образовал конус Тейлора благодаря высокому электростатическому напряжению.Регулируя напряжение и расстояние от наконечника до коллектора (размер стакана), струя расплава вытягивалась из конуса Тейлора и охлаждалась до ультратонких длинных волокон, осаждаемых на коллекторе (b, c).

2.4. Характеристика

Волокна, полученные методом электронного формования из расплава, наблюдали с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM, Phenom Pro, Эйндховен, Нидерланды, ускоряющее напряжение 10 кВ). Структуры PPS и волокон были охарактеризованы с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR, Nicolet AVATAR 370DTGS, Champaign, IL, USA).Свойство напряжения-деформации определяли на машине FAVIMAT Fiber Test (TexTechno, Mönchengladbach, Германия). Пятнадцать одиночных волокон были испытаны для каждого образца с измерительной длиной 10 мм при предварительном напряжении 0,60 сН / текс (~ 7,6 МПа для волокон из PPS) и скорости нагружения 60 мм / мин. Весь процесс тестирования волокон PPS, изготовленных методом электронного прядения, был записан в виде видеоклипа для более четкого наблюдения, чем невооруженным глазом, в то время как процесс растяжения вручную также был записан, как показано в фильмах S1 и S2 (дополнительные материалы), соответственно.Средний диаметр волокон PPS был измерен на основе SEM. Термомеханические свойства волокон PPS, полученных методом электронного прядения, определяли с использованием прибора для динамического механического анализа (DMA Q800, TA instruments, New Castle, DE, USA). Чтобы исключить импульсный импульсный тест ультратонких одиночных волокон, 10 волокон были осторожно скручены в веревку, которая была измерена машиной прямого доступа к памяти, и 10 веревок были использованы для обеспечения повторяемости данных теста, показанных на рисунке S1 (Дополнительные материалы). Температурную функциональность анализировали с помощью термогравиметрического анализатора (Mettler-Toledo TGA / DSC, Колумбус, Огайо, США) в атмосфере азота со скоростью нагрева 10 ° C / мин и дифференциального сканирующего калориметра (DSC) (TA Q100, TA Instruments, USC) на тех же условиях.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Морфология волокон PPS E-Spun

Как показано на рисунке, на диаметр PPS-волокон e-spun сильно влияли расстояние от наконечника до коллектора, диаметр сопла и напряжение электронного прядения. Когда расстояние прядения изменилось с 4,5 см до 9,5 см, средний диаметр полученных волокон уменьшился с 74,09 мкм до 15,50 мкм (a – c, g). Когда расстояние постоянно увеличивалось до более чем 10 см, волокно почти не использовалось, что, возможно, было вызвано уменьшением напряженности электрического поля.Диаметр сопла влияет на скорость потока расплава ПФС, что может повлиять на диаметр волокна. Как показано на d, при использовании сопел диаметром 3 мм средний диаметр волокон электронного прядения составлял 15,97 мкм, тогда как при использовании сопел диаметром 4 мм он составлял 24,95 мкм (h). Чтобы поддерживать инертную атмосферу, скорость потока CO 2 поддерживалась на уровне 5 мл / мин; когда он был увеличен до более чем 10 мл / мин, электронное вращение было затруднено, потому что поток газа так быстро отводил тепло из стакана, что конус Тейлора легко затвердел на кончике сопла.

СЭМ-изображения волокон PPS, полученных методом электронного прядения из расплава, полученные при напряжении электронного прядения 25 кВ, диаметре сопла 4 мм и расстоянии от наконечника до коллектора ( a ) 4,5 см, ( b ) 6 см и ( c ) 9,5 см. ( d ) СЭМ-изображение волокон PPS электронного формования, полученное с использованием напряжения электронного прядения 25 кВ, диаметра сопла 3 мм и расстояния от наконечника до коллектора 9,5 см. СЭМ-изображения волокон, полученные с использованием сопла диаметром 3 мм и расстоянием от наконечника до коллектора 9.5 см, и напряжения электронного вращения ( e ) 30 кВ и ( f ) 35 кВ. Статистические гистограммы среднего диаметра волокна с расстоянием от наконечника до коллектора ( г, ), диаметром иглы ( х ) и напряжением электронного вращения ( i ).

Для получения более тонких волокон использовалось расстояние приема 9,5 см и диаметр сопла 3 мм, а напряжение электронного прядения было оптимизировано с 25 до 35 кВ, как показано на d – f. Средний диаметр полученных волокон был уменьшен до 7.69 и 10,51 мкм, соответственно, при использовании напряжений 30 и 35 кВ, что было тоньше, чем у волокон, указанных при 25 кВ (15,97 мкм) (d – f). Хотя средний диаметр, указанный при 35 кВ, был больше, чем при 30 кВ, волокна были однородными, а распределение диаметров было более узким, как показано на i. Все эффекты на морфологии волокон PPS после формования были примерно такими же, как у других полимерных волокон, полученных методом электронного прядения из расплава, хотя они были получены с использованием различных устройств электронного прядения [14].

3.2. Анализ методом FT-IR и термический анализ

Исходный материал PPS, волокна после прядения и промышленные штапельные волокна были охарактеризованы с помощью FT-IR, как показано на рисунке 5a. Пик полосы поглощения при 3063 см -1 был отнесен к валентному колебанию C – H бензольного кольца. Пики при 1572, 1470 и 1385 см −1 были отнесены к растяжению бензольного кольца в S – C 6 H 4 –S, а пики на 1090 и 1072 см −1 отнесены к связи CS растяжение в S – C 6 H 4 –S.Пики на 1008 и 804 см -1 были отнесены к изгибным режимам C – H, а пики на 740, 553 и 479 см -1 были отнесены к изгибу кольца [26]. Пик на 804 см. -1 также указывает на пара -замещение бензольного кольца (S – C 6 H 4 –S). После электронного прядения из расплава в инертном газе волокна после формования унаследовали структурную информацию, аналогичную структуре штапельных волокон, как показано на инфракрасных спектрах (а).

( a ) Инфракрасные спектры с преобразованием Фурье (FT-IR) порошка PPS (сырье) и волокон PPS, полученных электронным прядением из расплава.( b ) Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) следы нагрева при скорости нагрева 10 ° C / мин для порошка PPS и его волокон, полученных методом электронного прядения из расплава.

PPS — это высокоэффективная смола с хорошей термостойкостью, и полученные волокна были подвергнуты термическому анализу здесь. b показывает, что температура стеклования (Tg) составляла 153,3 ° C благодаря полукристаллизованному сырью PPS, поддерживаемому производителем. Штапельные волокна успевали кристаллизоваться и не демонстрировали явной Tg [27,28,29].Во время электронного формования из расплава порошок ПФС плавился, и струя быстро охлаждалась с образованием волокон. Цепи ППС, которые не кристаллизовались во времени, имели Tg 83,8 ° C, что было близко к таковому у аморфного ПФС. С помощью ДСК была определена температура холодной кристаллизации 113,5 ° C для волокон после формовки. После процедуры нагрева и охлаждения точка плавления волокна из ПФС была близка к исходному ПФС, и частичное кристаллическое превращение было очевидным, о чем свидетельствует температура плавления 285 ° C [30].

3.3. Спектры прямого доступа к памяти E-Spun Fiber

Десять образцов (веревок) были изготовлены из волокон PPS для теста прямого доступа к памяти, которые показали хорошую повторяемость, и средние значения записаны в. Тангенс угла потерь (tan δ), который указывает Tg материала, был немного выше из-за влияния частоты тестирования прямого доступа к памяти по сравнению с теми, которые были получены с помощью DSC [31]. Из-за более низкой степени кристаллизации волокно, полученное электронным формованием из расплава, показало три пика тангенса угла потерь, а самый низкий пик tan δ был связан с движением аморфной цепи (α-релаксация Tg), что совпадает с пиком холодной кристаллизации, полученным с помощью DSC.Благодаря более высокой степени кристалличности коммерческого штапельного волокна, его пик Tg постепенно исчезал, а интенсивность пика тангенса угла потерь уменьшалась, что также совпало с результатом ДСК [27]. Модуль упругости свежеспряденных волокон был в 10 раз выше, чем у штапельных волокон, и он демонстрировал процесс от уменьшения к увеличению с температурой холодной кристаллизации при 113,6 ° C, тогда как штапельное волокно имело более низкий модуль упругости и не использовалось. холодная кристаллизация, которая полностью соответствовала результатам, показанным с помощью ДСК.

( a ) тангенс угла потерь (tan δ) как функция температуры при скорости нагрева 3 ° C / мин для волокон PPS e-spun и ( b ) модуль накопления как функция температуры при скорость нагрева 3 ° C / мин.

3.4. Свойство растяжения (напряжение – деформация)

Штапельные волокна PPS — это коммерческие продукты со средним диаметром ~ 20 мкм; в основном они применяются в областях промышленной фильтрации, высокотемпературного дыма и разделения пыли, газа или агрессивных жидкостей и твердых веществ [32].Чтобы сделать волокна более тонкими, струю PPS вытягивали горячим ветром или механической силой во время процессов выдувания из расплава или фильерного способа производства, и сравнивали с процессом электронного прядения из расплава. Волокна, полученные в результате первого процесса, медленно охлаждались и имели разную степень окисления, тем самым проявляя эластичность и хрупкость, как показано на а. Соответственно, процесс электронного прядения из расплава в инертной атмосфере в этой работе дал волокна с более высокой прочностью на разрыв и более чем на 400% большим удлинением при разрыве, чем штапельные волокна.При увеличении расстояния от наконечника до коллектора волокна после прядения становились тоньше и, в то же время, показывали более высокую прочность и удлинение при разрыве (b). Другое коммерческое волокно TORCON ™ PPS, производимое Toray Group, имеет сопротивление напряжению 4–5 сН / дтекс (~ 509–637 МПа) и 20–30% деформации в соответствии с его спецификацией [33], что близко к характеристикам NHU задействованы в этой работе. Можно сказать, что волокна электронного прядения демонстрируют больше преимуществ в этих свойствах, чем их коммерческие аналоги.

Кривые напряжение-деформация ( a ) расплавленных волокон ПФС электронным прядением и коммерческих штапельных волокон и ( b ) волокон электронного прядения даны как функция различных расстояний от наконечника до коллектора, равных 4.5 см, 6,0 см и 9,5 см.

4. Выводы

Ультратонкие волокна PPS были получены в данной работе методом электронного прядения из расплава. В частности, операция электронного прядения проводилась с использованием устройства электропрядения из расплава собственной разработки в инертной атмосфере, которое успешно защищало полученные ультратонкие волокна PPS от окисления. Условия электронного прядения были оптимизированы, и средний диаметр волокон после прядения был менее 8,0 мкм при следующих оптимальных условиях: диаметр сопла 3 мм, электростатическое напряжение 30 кВ и расстояние от наконечника до коллектора 9. .5 см. Полученные с помощью SEM, FT-IR, DSC, DMA и устройства для растяжения волокна PPS, полученные методом электронного прядения, показали одинаковый диаметр и структурную стабильность. По сравнению с коммерческими штапельными волокнами PPS, волокна электронного формования показали процесс холодной кристаллизации и в 10 раз более высокий модуль упругости, тем самым предлагая лучшую пластичность при растяжении и более чем на 400% более высокое удлинение при разрыве.

Вклад авторов

Концептуализация, H.-W.H. и X.N .; курирование данных, Z.-Z.F .; формальный анализ, З.-Z.F., H.-W.H., Y.-Z.L. и X.N .; методология, Z.-Z.F., H.-W.H. и X.N .; администрирование проекта, X.N .; проверка, Z.-Z.F., H.-W.H., X.Y., R.-H.Z., Y.-Z.L. и X.N .; письменность — оригинальная черновая подготовка, З.-З.Ф. и H.W.H .; написание — просмотр и редактирование, Z.-Z.F., H.-W.H., X.Y., R.-H.Z., Y.-Z.L. и X.N.

Финансирование

Это исследование было поддержано стартапом Института Университета Циндао по созданию Индустриального научно-исследовательского института нетканых материалов и технического текстиля (IRINTT).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Сюй Дж., Лю К., Сюй П.С., Лю К., Чжан Р., Лю Ю., Цуй Ю. Перенос пленки из электропряденого нановолокна с рулона на рулон для высокоэффективного прозрачного воздушного фильтра. Nano Lett. 2016; 16: 1270–1275. DOI: 10.1021 / acs.nanolett.5b04596. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 2. Чжан Р., Лю К., Хсу П.С., Чжан К., Лю Н., Чжан Дж., Ли Х.Р., Лу Ю., Цю Ю., Чу С. Воздушные фильтры из нановолокна с высокотемпературной стабильностью для эффективного PM2.5 Удаление от источников загрязнения. Nano Lett. 2016; 16: 3642–3649. DOI: 10.1021 / acs.nanolett.6b00771. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 3. Cai M., He H., Zhang X., Yan X., Li J., Chen F., Yuan D., Ning X. Эффективный синтез двусторонней двухкомпонентной нановолоконной мембраны PVDF / PI с повышенной механической прочностью и Хорошая термическая стабильность. Наноматериалы. 2019; 9:39. DOI: 10,3390 / нано39. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 4. Дай Ю., Лю В., Формо Э., Сунь Ю., Ся Ю. Керамические нановолокна, полученные методом электроспиннинга, и их применение в катализе, науке об окружающей среде и энергетических технологиях.Polym. Adv. Technol. 2015; 22: 326–338. DOI: 10.1002 / pat.1839. [CrossRef] [Google Scholar] 5. Чен С., Ли Р., Ли Х., Се Дж. Электропрядение: эффективная нанотехнологическая платформа для доставки лекарств и регенеративной медицины. Adv. Препарат Делив. Ред. 2018; 132: 188–213. DOI: 10.1016 / j.addr.2018.05.001. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 6. Лю Г.С., Янь X., Янь Ф.Ф., Чен Ф.X., Хао Л.Й., Чен С.Дж., Лу Т., Нин Х., Лонг Ю.З. Фиброзные сетки на основе йода in situ для антибактериальной перевязки ран.Nanoscale Res. Lett. 2018; 13: 309. DOI: 10.1186 / s11671-018-2733-9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 7. Пенг С., Ли Л., Ху Й., Мадхави С., Ченг Ф., Чен Дж., Сирам Р. Изготовление одномерных архитектур шпинели методом одношпинерного электропрядения для накопителей энергии. САУ Нано. 2015; 9: 1945–1954. DOI: 10.1021 / NN506851X. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 8. Бербер Э., Хорзум Н., Хазер Б., Демир М.М. Электропрядение из раствора волокон на основе полипропилена и их применение в катализе.Волокна Polym. 2016; 17: 760–768. DOI: 10.1007 / s12221-016-6183-7. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Лю С.Л., Лонг Ю.З., Хуанг Ю.Й., Чжан Х.Д., Хэ Х.В., Сунь Б., Суй Ю.К., Ся Л.Х. Электропрядение ультратонких полицианоакрилатных волокон без использования растворителей. Polym. Chem. 2013; 4: 5696–5700. DOI: 10.1039 / c3py00718a. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Хэ Х.В., Ван Л., Янь Х., Чжан Л.Х., Ю М., Ю Г.Ф., Донг Р.Х., Ся Л.Х., Рамакришна С., Лонг Ю.З. Электропрядение без использования растворителей из полимерных микроволокон, отверждаемых ультрафиолетом. RSC Adv.2016; 6: 29423–29427. DOI: 10.1039 / C6RA04566A. [CrossRef] [Google Scholar] 11. Хэ Х.В., Чжан Б., Янь Х., Донг Р.Х., Цзя Х.С., Ю Г.Ф., Нин Х., Ся Л.Х., Лонг Й.З. Электропрядение с термоотверждением без растворителей для производства ультратонких полиуретановых волокон с высокой проводимостью путем полимеризации полианилина in situ. RSC Adv. 2016; 6: 106945–106950. DOI: 10.1039 / C6RA21882B. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Ван Л., Хэ Х.В., Янь Х., Ю. Г.-Ф., Цзя Х.С., Ли Дж. Т., Ся Л. Х., Нин Х., Лун Ю. З. Экологичное производство ультратонких разноцветных волокон с помощью ультрафиолетового электропрядения без растворителей.RSC Adv. 2016; 6: 86597–86601. DOI: 10.1039 / C6RA16268A. [CrossRef] [Google Scholar] 13. Ли Х., Ли Ю., Ян В., Ченг Л., Тан Дж. Безыгольное электроформование биоразлагаемых поли (молочной кислоты) ультратонких волокон для удаления масла из воды. Полимеры. 2017; 9: 3. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 14. Qin C.C., Duan X.P., Wang L., Zhang L.H., Yu M., Dong R.H., Yan X., He H.W., Long Y.Z. Электропрядение из расплава микроволокон из поли (молочной кислоты) и поликапролактона с использованием ручного генератора Вимшерста.Наноразмер. 2015; 7: 16611–16615. DOI: 10.1039 / C5NR05367F. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Wunner F.M., Maartens J., Bas O., Gottschalk K., De-Juan-Pardo E.M., Hutmacher D.W. Электронное прядение письма с расплавленным поли (ε-капролактоном) с разных направлений — изучение влияния силы тяжести. Матер. Lett. 2018; 216: 114–118. DOI: 10.1016 / j.matlet.2017.12.079. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Чжан Л.Х., Дуань Х.П., Янь Х., Ю М., Нин Х., Чжао Ю., Лун Й.З. Последние достижения в области электроспиннинга из расплава.RSC Adv. 2016; 6: 53400–53414. DOI: 10.1039 / C6RA09558E. [CrossRef] [Google Scholar] 17. Браун Т.Д., Далтон П.Д., Хатмахер Д.В. Прямая запись методом электропрядения из расплава. Adv. Матер. 2011; 23: 5651–5657. DOI: 10.1002 / adma.201103482. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Абдал-Хай А., Аббаси Н., Гвязда М., Гамлет С., Ивановски С. Новые волокнистые каркасы из поликапролактона / гидроксиапатита из нанокомпозитов, полученные методом прямого письма с электропрядением из расплава. Евро. Polym. J. 2018; 105: 257–264. DOI: 10.1016 / j.eurpolymj.2018.05.034. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Вуннер Ф.М., Вилле М.Л., Нунан Т.Г., Бас О., Далтон П.Д., Дежуанпардо Э.М., Хутмахер Д.В. Расплавное письмо методом электроспиннинга высоко упорядоченных архитектур больших объемов каркасов. Adv. Матер. 2018; 30: 1706570. DOI: 10.1002 / adma.201706570. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Lv C., Wang H., Liu Z., Wang C., Li H., Zhao Y., Zhu Y. Не содержащее фтора супергидрофобное композитное покрытие PPS с высокой термической стабильностью, износостойкостью, коррозионной стойкостью. Прог.Орг. Пальто. 2017; 110: 47–54. DOI: 10.1016 / j.porgcoat.2017.04.049. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Рахат А.С., Немад К.Р., Вагулей С.А. Полифениленсульфид (ПФС): современное состояние и области применения. Rev. Chem. Англ. 2013; 29: 471–489. DOI: 10.1515 / revce-2012-0021. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Ван Х.С., Цзян Д.Х., Лю Ю. Анализ жизненных проблем при применении фильтров PPS в мешочных пылеуловителях на угольных электростанциях. Adv. Матер. Res. 2011; 236: 2464–2470. DOI: 10.4028 / www.scientific.net / AMR.236-238.2464.[CrossRef] [Google Scholar] 23. Zhang M., Wang X., Bai Y., Li Z., Cheng B. C60 в качестве тонких наполнителей для улучшения электропроводности и механических свойств полифениленсульфида. Sci. Отчет 2017; 7: 4443. DOI: 10.1038 / s41598-017-04491-1. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 24. An Y., Yu S., Li S., Wang X., Yang W., Yousefzadeh M., Bubakir M.M., Li H. Электропрядение из расплава полифениленсульфида. Волокна Polym. 2018; 19: 2507–2513. DOI: 10.1007 / s12221-018-8619-8. [CrossRef] [Google Scholar] 25.Гэн П., Чжао Дж., Ву В., Ван Ю., Ван Б., Ван С., Ли Г. Влияние термической обработки и условий термообработки на свойства 3D-печати PPS. Полимеры. 2018; 10: 875. DOI: 10.3390 / polym10080875. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 26. Durani S.M.A., Khawaja E.E., Masoudi H.M., Bastl Z., Šubrt J., Galíková A., Pola J. Абляционное обессеривание поли (1,4-фениленсульфида) с помощью ИК-лазера J. Anal. Прил. Пиролиз. 2005. 73: 145–149. DOI: 10.1016 / j.jaap.2005.01.005. [CrossRef] [Google Scholar] 27.Zhang R.C., Rong L., Ai L., Jin Z., Liu B., Xu Z. Температура стеклования поли (фениленсульфида) с различной степенью кристалличности. Polym. Int. 2013; 62: 449–453. DOI: 10.1002 / pi.4333. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Лай М., Лю Дж. Тепловые и динамические механические свойства смесей PES / PPS. J. Therm. Анальный. Калорим. 2004; 77: 935–945. DOI: 10.1023 / B: JTAN.0000041670.80647.3c. [CrossRef] [Google Scholar] 29. Спруйелл Дж. Обзор измерения и развития кристалличности и ее связи со свойствами в чистом поли (фениленсульфиде) и его композитах, армированных волокном.ORNL; Ок-Ридж, Теннесси, США: 2005. [Google Scholar] 30. Chung J.S., Cebe P. Кристаллизация и плавление холоднокристаллизованного поли (фениленсульфида) J. Polym. Sci. Часть B Polym. Phys. 1992. 30: 163–176. DOI: 10.1002 / polb.1992.0205. [CrossRef] [Google Scholar] 31. Чжан М. Структура и тепловые свойства волокна PPS. Текст Шаньдун. Sci. Technol. 2008; 4: 48–50. [Google Scholar] 32. Хардман Э. Высококачественные ткани для промышленной фильтрации. В: Лоуренс С.А., редактор. Текстиль с высокими эксплуатационными характеристиками и его применение.Издательство Woodhead Publishing; Кембридж, Великобритания: 2014. С. 223–255. [Google Scholar]

Клеи и медицинские устройства

Клеи и медицинское оборудование

Рынок медицинских устройств многоразового использования — это область, в которой адгезивные технологии развиваются быстрыми темпами. Эти устройства часто изготавливаются из технических смол, таких как полиолефины, PPS, ULTEM, PEEK и RADEL, а также металлов, особенно титана, никеля, алюминия и нержавеющей стали.

Этот широкий спектр материалов означает, что медицинские адгезивы могут включать силиконы, эпоксидные смолы, полисульфиды, полиуретаны и др., И выбор адгезивов будет зависеть от использования медицинского устройства, а также материалов, из которых оно изготовлено. Помимо большей эффективности при сборке медицинских устройств, клеи часто превосходят традиционные крепежные детали по своей устойчивости к процессам стерилизации.

Дополнительный уход с клеями

Однако выбор подходящего клея для медицинских устройств сопряжен с рядом проблем.Прежде всего, биосовместимость должна соответствовать стандартам. Во-вторых, они должны сохранять целостность соединения, несмотря на жесткие процессы стерилизации. Эти требования влияют не только на выбранные клеи, но и на способ их использования.

Способ измерения, смешивания, нанесения и отверждения клея должен быть точным. Тип процесса стерилизации, которому будет подвергаться устройство, будет определять условия, которым должен выдерживать клей. Например, автоклавирование подразумевает, что клей должен выдерживать температуру до 260 ° F (130 ° C).Обычно это подразумевает выбор клеев, отверждаемых при высоких температурах.

Клеи влияют на конструкцию устройства

Дело не только в выборе правильного клея для конкретной конструкции медицинского устройства — решение использовать клеи для повышения эффективности может повлиять на конструкцию самого устройства. Например, чем больше площадь склеиваемой поверхности, тем прочнее будут скрепления. Кроме того, некоторые материалы, используемые в медицинских устройствах, потребуют предварительной обработки перед склеиванием поверхностей.Это может включать придание шероховатости поверхности, химическое травление или плазменную обработку.

Смешивание и нанесение клея

Медицинские клеи могут быть одно- или двухкомпонентными, и способы их отверждения можно широко разделить между этими двумя типами составов. Однокомпонентные клеи обычно остаются работоспособными при комнатной температуре и затвердевают намного быстрее при нагревании. Двухкомпонентные клеи обычно отверждаются при комнатной температуре, но отверждение можно ускорить при воздействии тепла.При этом некоторые из них отверждаются только при очень высоких температурах.

Точное смешивание двухкомпонентных клеев может быть достигнуто путем их упаковки в виде пистолетов-аппликаторов или путем использования предварительно смешанных составов, которые сохраняются при замораживании. Однокомпонентные или двухкомпонентные клеи будут работать в автоматизированных производственных системах. Независимо от того, работаете ли вы в крупном или мелком производстве, можно использовать системы дозирования, соответствующие требованиям по объему.

Заливка и отверждение

Иногда все компоненты должны быть покрыты клеем, и здесь коэффициент теплового расширения становится особенно важным.В настоящее время в этом контексте используются изделия с керамическим наполнителем, таким как оксид алюминия.

Получение высокой липкости, но достаточной жизнеспособности для небольших корректировок представляет собой еще одну проблему. Masterbond преодолевает это за счет использования систем, сочетающих ультрафиолетовое излучение и высокие температуры в системах двойного отверждения. Обычно липкость достигается под воздействием УФ-излучения, а окончательное последующее отверждение происходит в высокотемпературной среде. Усадка может представлять проблему, но Masterbond утверждает, что работает над ее решением.

Прочность сцепления, испытание и удаление газов из клеев

Испытания на сдвиг внахлест и испытания на твердость помогают производителям клея проверить прочность соединения, но основа, на которой используются клеи, также повлияет на результаты. Например, металлические компоненты будут работать лучше при испытаниях на сдвиг внахлест, чем пластмассы, при этом пластиковые подложки часто уступают место раньше, чем клей.

Производители медицинских клеев также должны ограничивать выделение вредных веществ.Эксперты сходятся во мнении, что эпоксидные смолы в настоящее время являются решением с минимальным выделением газов.

Производители медицинского оборудования и сотрудничество в области производства клеев

Когда для склеивания материалов требуются клеи с особыми свойствами, химики, занимающиеся производством клеев, могут лучше порекомендовать продукты или разработать новые, если они точно знают, что потребуется. Инсайдеры отрасли рекомендуют сотрудничать между разработчиками медицинских устройств и партнерами по производству клеев на ранней стадии разработки концепции.Если доступные адгезивы еще не соответствуют требованиям к конкретным субстратам и требованиям процедур стерилизации, разработчики медицинских устройств могут изучить альтернативные материалы.



Изготовление SUMIKAEXCEL PES | Информация о продукте

Клеи

Для SUMIKAEXCEL PES можно использовать имеющиеся в продаже клеи (см. Таблицу 1).

Таблица 1 Адгезия

Тип клея Название клея Производитель
На основе эпоксидной смолы 2-компонентный Аральдит Эко- AW136 、 AV138 Тиба-Гейги Япония
Эко-связь 104、144B Emerson & Cumming Япония
Амикон 316 Грейс Япония
1-компонентный Sumimac ECR9000 серии Сумитомо Бакелит
Аралдит XN1244 Тиба-Гейги Япония
Технодайн AH-3063R Taoka Chemical
На резиновой основе Хаматит PL605-50 Yokohama Rubber
Полиимид Термокет CS-170 Торай
Таблица 2 Прочность сцепления каждого клея (Единицы: МПа)
Клей Условия отверждения 4100 г 4101GL30
Аралдит AW136 、 AV138 120 ° C × 1 час 3.0
Эко-облигация 104 180 ° C × 1 час 5,4 8,8
Эко-бонд 144B 150 ° C × 1 час 2,0 3,5
Амикон 316 150 ° C × 1 час 3.2 7,4
Sumimac ECR9000 серии 100 ° C × 1 час 4,6 6,7
Хаматит PL605-50 250 ~ 300 ° C × 5 мин 13,0
Термокет CS-170 70 ° C × 1 час → 180 ° C × 3 часа 4.1 8,1

Ультразвуковая сварка

Поскольку SUMIKAEXCEL PES представляет собой аморфную смолу, ультразвуковую сварку относительно легко выполнить, если обе склеиваемые детали изготовлены из SUMIKAEXCEL PES. Возможны три комбинации сварки:
1. Обе детали натурального качества.
2. Натуральный сорт должен быть связан с армированным волокном.
3. Обе детали армированы волокном.
Вариант 1 является наиболее простым в исполнении и обеспечивает наивысшую прочность сварного шва. Однако варианты 2 и 3 имеют адекватную прочность сварного шва и лучшие характеристики сварки, чем кристаллические смолы (то есть: PPS).
Условия ультразвуковой сварки будут различаться в зависимости от мощности сварочного рожка, формы продукта, площади сварного шва и марки. Стандартные условия следующие:

Таблица 3 Стандартные условия ультразвуковой сварки

Давление (МПа) 30 ~ 60
Амплитуда (мкм) 50 ~ 80
Время сварки (сек.) 0,1 ~ 2,0

Измерения прочности на сдвиг SUMIKAEXCEL PES после ультразвуковой сварки показаны ниже. Используемый метод испытаний и образцы для испытаний следующие:

Ультразвуковой сварочный аппарат
SONOPET-1200B (Seidensha Electronics Co., Ltd.)

Номинальный рейтинг: 1200 Вт
Частота колебаний: 19.5 кГц
Сила сварки: 75%
Амплитуда: 34 мкм

Рисунок 1 Испытательный образец для измерения прочности на сдвиг сварных участков

Таблица 4 Прочность сварных участков на сдвиг (Единица: N)
Время колебания (сек.)
0,1 0,2 0,3
PES 3600G 680 700 Разрыв произошел не в зоне сварки.
PES 3601GL20 660 850 Разрыв произошел не в зоне сварки.
PES 3601GL30 740 830 Разрыв произошел не в зоне сварки.

DOWSIL ™ EA-4700 CV Клей | Dow Inc.

Двухкомпонентный клей, отверждаемый при комнатной температуре, позволяющий экономить время сборки благодаря быстрому отверждению при комнатной температуре.

Использование:

  • Блоки управления электроникой
  • Датчики модули
  • Аккумуляторные блоки, в которых крепится уплотнение крышки и опорная плита
  • Прокладка или уплотнение соединителя требуется и там, где необходима надежная адгезия

Преимущества:

  • Прочная адгезия к типичным подложкам, используемым в автомобильной электронике (т.е.э., алюминий, ПБТ, ППС)
  • Быстрое отверждение при комнатной температуре или ускоренное отверждение при нагревании
  • Контролируемая летучесть силикона
  • Хорошая изоляция от окружающей среды
  • Устойчивость к высоким температурам после отверждения
  • Стабильная работа в типичных условиях эксплуатации (150 ° C, термический удар и 85 ° C / относительная влажность 85%)
  • Заменяется для легкого нанесения с помощью стандартного дозирующего оборудования
  • Поддержка теплового воздействия для ускорения развития адгезии без риска образования пустот
  • Экономичное решение для сборки аккумуляторных блоков и сенсорных модулей ADAS, включая радар, лидар и камеры
  • Удлинение на 600 процентов для совместимости с более крупными модулями

Недвижимость

Эти значения не предназначены для использования при подготовке спецификаций.

Физические свойства

  • Цвет — Часть A да Нет белый
  • Цвет — Часть B да Нет Чернить
  • Диэлектрическая проницаемость при 1 МГц да Нет 3.2
  • Диэлектрическая прочность да Нет 25 кВ / мм
  • Удлинение да Нет 630%
  • Срок годности да Нет 240 (Цель 365)
  • Вязкость — Часть A да Нет 24 Па.s
  • Вязкость — Часть B да Нет 18 Па.s
  • Объемное сопротивление да Нет 1500000000000000 Ом ・ см

Преимущества приложения

  • Особые характеристики да Нет Очень высокое удлинение> 500%

Преимущества обработки и формулирования

  • Характеристики отверждения да Нет Комнатная температура Длительное время работы> 10 мин.
  • Количество деталей да Нет Две части
  • рабочее время да Нет 20 минут

DOWSIL ™ EA-4700 CV Adhesive — это новое силиконовое решение компании Dow для сборки транспортных средств.Этот клей обеспечивает прочную и быструю адгезию при комнатной температуре. Благодаря новым методам рецептуры, DOWSIL ™ EA-4700 устраняет необходимость в сушильных шкафах для отверждения, демонстрируя быстрый профиль отверждения с разумным временем открытия.

Это новое усовершенствованное решение для сборки дополняет все более популярное использование пластиковых подложек в транспортной сборке, поскольку его вышеупомянутые свойства позволяют клею быстро связываться с традиционными металлами и пластиками, включая алюминий, PBT и PPS.

Регламент / Сертификаты

Примеры вариантов

Этот продукт обычно доступен для продажи в следующих регионах: {{sOptions.regionAvailability}}

Стандартный образец артикула недоступен для этого продукта.

Стандартный образец артикула недоступен для этого продукта. Свяжитесь с нами, чтобы сообщить нам о своем приложении и потребностях. Мы предоставим варианты на ваше рассмотрение.

В настоящее время возникла проблема с подключением, попробуйте еще раз!

Варианты покупки

Этот продукт обычно доступен для продажи в следующих регионах: {{bOptions.regionAvailability}}

Найдите дистрибьютора

В настоящее время возникла проблема с подключением, попробуйте еще раз!

<Назад

Для этого материала в Интернете нет паспортов безопасности. Пожалуйста, свяжитесь с Dow для получения дополнительной информации.

ВЫБИРАТЬ {{list.item.name | отделка }}
Выберите страну / регион: Выберите страну / регион {{country.countryName}}
Паспорт безопасности
Вид {{док.tradeProductName}} — {{doc.languageName}}
Вид Список ингредиентов продукта
Только английский

Для этого материала в Интернете нет паспортов безопасности.
За дополнительной информацией обращайтесь в Dow.

<Назад <Назад

Для этого материала в Интернете нет контактных писем по вопросам пищевых продуктов. Пожалуйста, свяжитесь с Dow для получения дополнительной информации.

ВЫБИРАТЬ {{list.item.name | отделка }}
Выберите страну / регион: Выберите страну / регион {{страна.название страны }}
Вид {{doc.tradeProductName}} — {{doc.languageName}}

Для этого материала в Интернете нет писем для контакта с пищевыми продуктами.
За дополнительной информацией обращайтесь в Dow.

<Назад

Для этого материала не удалось найти спецификации на выбранном языке

ВЫБИРАТЬ {{list.item.name | отделка }}

DOWSIL ™ EA-4700 CV Клей
Для этого материала в Интернете нет технических паспортов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *