הערכת ריפוי מערכות דבק על ידי בדיקות ריאולוגיות ותרמיות

כיום יש ביקוש גובר של דבקים. התעשייה של היום דורשת כי דבקים יש תכונות מגוונות יותר ויותר, מותאם למגוון הגובר של יישומים חדשים אפשריים. זה הופך את הבחירה של האפשרות המתאימה ביותר עבור כל מקרה ספציפי משימה קשה. לכן, יצירת מתודולוגיה סטנדרטית לאפיון דבקים על פי תכונותיהם תקל על תהליך הבחירה. הניתוח של דבק במהלך תהליך הריפוי ואת המאפיינים הסופיים של המערכת נרפא חיוניים כדי להחליט אם דבק תקף או לא עבור יישום מסוים.

שתיים מהטכניקות הניסיוניות הנפוצות ביותר לחקר התנהגותם של דבקים הן קלורימטריה של סריקה דיפרנציאלית (DSC) וניתוח מכני דינמי (DMA). מדידות ריאולוגיות ובדיקות תרמוגרבימטריות נמצאות גם הן בשימוש נרחב. דרכם, טמפרטורת המעבר זכוכית (Tg) ואת החום שיורית של ריפוי, אשר קשורים^{מידת התרופה 1,2}, ניתן לקבוע.

TGA מספק מידע על היציבות התרמית של דבקים³,^4,וזה מאוד שימושי כדי להקים תנאי תהליך נוספים, מאידך גיסא, מדידות ריאולוגיות מאפשרות לקבוע את זמן הג’ל של דבק, ניתוח של התכווצות ריפוי, ואת ההגדרה של תכונות viscoelastic של מדגם נרפא^5,6,7 , בעוד^טכניקתDSC מאפשר מדידה של החום שיורית של ריפוי, והבחנה בין אחד או יותר תהליכים תרמיים שיכולים להתקיים בו זמנית במהלך^{ריפוי 8,9}. לכן, השילוב של DSC, TGA ומתודולוגיות ראולוגיות לספק מידע מפורט ואמין לפתח אפיון מלא של דבקים.

ישנם מספר מחקרים של דבקים שבו DSC ו TGA מוחלים יחד^10,11,12. ישנם גם כמה מחקרים המשלימים את DSC עם מדידות^{ריאולוגיות 13,14,15}. עם זאת, אין פרוטוקול מתוקן לטיפול בהשוואה של דבקים באופן שיטתי. השוואה זו הייתה בוחרת טוב יותר את ההיבקויות הנכונות בהקשרים שונים. בעבודה זו מוצעת מתודולוגיה ניסיונית לארגון תהליך הריפוי באמצעות שימוש משולב בניתוח התרמי והריולוגיה. החלת טכניקות אלה כאנסמבל מאפשרת לאסוף מידע על התנהגות דבק במהלך ואחרי תהליך הריפוי, גם את היציבות התרמית ואת Tg של^{החומר 16}.

המתודולוגיה המוצעת הכוללת את שלוש הטכניקות, DSC, TGA וריאולוגיה מתוארת בעבודה זו באמצעות שלושה דבקים מסחריים כדוגמה. אחד דבקים, להלן המכונה S2c, הוא דבק שני רכיבים: רכיב A מכיל מתאקריל tetrahydrofurfuryl ורכיב B מכיל חמצן בנזואיל. הרכיב B פועל כיוזם של תגובת הריפוי על ידי גרימת טבעות methacrylate tetrahydrofurfuryl להיפתח. באמצעות מנגנון פולימריזציה רדיקלים חופשיים, הקשר C = C של המונומר מגיב עם הרדיקלי ההולך וגדל כדי ליצור שרשרת עם קבוצות צד tetrahydrofurfuryl¹⁷. דבקים אחרים, T1c ו- T2c, הם גרסאות רכיב אחד ושני מאותו בית מסחרי של דבק פולימר סילאן שונה. תהליך הריפוי מתחיל בהידרוליזה של^{קבוצת הסיליאן 18}, אשר ניתן ליזם על ידי לחות הסביבה (כמו במקרה של T1c) או על ידי תוספת של רכיב שני (כמו במקרה של T2c).

לגבי אזורי היישום של שלוש מערכות שונות אלה: S2c דבק נועד להחליף, במקרים מסוימים, ריתוך, מרתק, clinching וטכניקות זכוכית אחרות וזה מתאים זכוכית חוזק גבוה של מפרקים מוסתרים על סוגים שונים של מצעים כולל מעילים עליונים, פלסטיק, זכוכית, וכו ‘. דבקי T1c ו- T2c משמשים להתחברות אלסטית של מתכות ופלסטיק: בייצור קרוואנים, בתעשיית הרכבות או בניית ספינות.