Оценка лечения клеевых систем с помощью реологических и тепловых испытаний

В настоящее время растет спрос на клеи. Сегодняшняя промышленность требует, чтобы клеи были все более разнообразными свойствами, адаптированными к растущему разнообразию возможных новых приложений. Это делает выбор наиболее подходящего варианта для каждого конкретного случая трудной задачей. Таким образом, создание стандартной методологии для характеристики клеев в соответствии с их свойствами облегчило бы процесс отбора. Анализ клея в процессе лечения и конечные свойства вылеченной системы имеют решающее значение для решения о том, является ли клей действительным или нет для определенного применения.

Двумя наиболее часто используемыми экспериментальными методами для изучения поведения клеев являются дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) и динамический механический анализ (DMA). Широко используются также реологические измерения и термогравиметрические испытания. Через них можно определить температуру перехода стекла (Tg) и остаточное тепло^{лечения, которые связаны со степенью излечения 1,2.}

TGA предоставляет информацию о тепловой устойчивости клеев^3,4, что очень полезно для создания дальнейших условий процесса, с другой стороны, реологические измерения позволяют определить время геля клея, анализ лечения усадки, а также определение вязко-вязкостачных свойств^{вылеченного образца 5,6,7}, в то время как метод DSC позволяет измерять остаточное тепло лечения, и распознавание между одним или несколькими тепловыми^{процессами,}которые могут происходить одновременно во время^{лечения 8,9.} Таким образом, сочетание DSC, TGA и реологических методологий предоставляет подробную и достоверную информацию для разработки полной характеристики клеев.

Существует ряд исследований клеев, где DSC и TGA применяются^{вместе 10,11,12}. Есть также некоторые исследования, которые дополняют DSC с реологическими^{измерениями 13,14,15}. Однако не существует стандартизированного протокола для систематического сопоставления клеев. Это сравнение было бы лучше выбрать правильные клеи в различных контекстах. В этой работе предлагается экспериментальная методология для характеристики процесса лечения путем комбинированного использования теплового анализа и реологии. Применение этих методов в качестве ансамбля позволяет собирать информацию о поведении клея во время и после процесса лечения, а также тепловой стабильности и Tg материала¹⁶.

Предлагаемая методология с участием трех методов, DSC, TGA и реологии описывается в этой работе с использованием трех коммерческих клеев в качестве примера. Один из клеев, hereinafter называется S2c, является двухкомпонентным клеем: компонент А содержит тетрагидрофурфурил метакрилат и компонент B содержит перекись бензоила. Компонент B выступает в качестве инициатора реакции лечения, вызывая тетрагидрофурфурил метакрилат кольца, чтобы открыть. С помощью механизма свободной радикальной полимеризации, связь C’C мономера реагирует с растущим радикалом, чтобы сформировать цепь с тетрагидрофурфурил боковых групп¹⁷. Другие клеи, T1c и T2c, являются одно- и двухкомпонентными версиями из того же коммерческого дома модифицированного силанового полимерного клея. Процесс лечения начинается с гидролиза силановой^{группы 18,}который может быть инициирован окружающей влажностью (как в случае T1c) или добавлением второго компонента (как в случае T2c).

Что касается областей применения этих трех различных систем: клей S2c был разработан, чтобы заменить, в некоторых случаях, сварки, клепки, клинч и другие механические методы крепления и подходит для высокопрочного крепления скрытых суставов на различных типах субстратов, включая верхние пальто, пластмассы, стекло и т.д. Клеи T1c и T2c используются для упругого склеивания металлов и пластмасс: в караванном производстве, в железнодорожной автомобильной промышленности или в судостроении.