إذا كنت قد قُللت من قبل ملصق من مكتب أو أزلت ملصق من جرة، فقد شهدت سحر الملصق الحساس للضغط (PSA).لكن ما الذي يجعل المادة "ملصقة" بما فيه الكفاية لتلتصق على الفور بضغط إصبع خفيفبالنسبة للكيميائيين والمهندسين الذين يعملون مع الملصقات الحساسة للضغط الحار (HMPSA) ، تكمن الإجابة في قاعدة مشهورة معروفة باسممعيار دالكويست.
ما هو معيار دالكويست؟
المقترح من قبل الدكتور كارل أيه دالكويست في الستينيات من القرن الماضي، يحدد هذا المعيار الخصائص الميكانيكية الأساسية المطلوبة لمادة للتصرف كلصق حساس للضغط في درجة حرارة الغرفة.
يجب أن يكون لللصق موديل تخزين (G')أقل من 3 × 105 با (300000 باسكال، أو 3 × 106دين/سم2)في تردد 1 هرتز. وعلاوة على ذلك، فإن معايير دالكويست يتم الوفاء بها بشكل أفضل عن طريق استخدام تاكيفير على الملصق في40 إلى 70 درجة مئوية فوق Tg
الشكل 1 - معايير دالكويست - معايير PSA
لماذا يهم هذا لـ HMPSA؟
لاصقات الذوبان الساخن هي 100% بلاستيكات حرارية صلبة يتم تطبيقها ساخنة وتبريد وتشكل رابطةيجب أن يبقى الفيلم المبرد النهائي ناعمًا ومتدفقًا بما فيه الكفاية لـ "التبلل" (التدفق إلى الوديان المجهرية للسطح) تحت ضغط خفيف.
إذا كان G' مرتفعًا جدًا (> 3 × 105 Pa): يكون الملصق صلبًا جدًا. إنه يتصرف مثل ورقة بلاستيكية جامدة. عند الضغط على سطح ، فإنه يلمس فقط قمم نسيج السطح ،مما يؤدي إلى اتصال ضعيف وبدون صلةلن يلتصق
إذا كان G' منخفضًا جدًا (< 3 × 105 Pa): يكون الملصق ناعمًا جدًا وملصقًا. وهو يتدفق بسهولة إلى السطح ، مما يخلق مساحة اتصال كبيرة وارتباطًا أوليًا قويًا (صلب سريع).
هذا التوازن أمر بالغ الأهمية في تركيبات HMPSA. من خلال ضبط نسبة البوليمر الأساسي (على سبيل المثال، SIS، SBS، APAO) ، الراتنج التكيفي، الزيت النفتالي، والشمع،صناع الصيغ يضبطون المودول إلى أقل من 300 سحريةعتبة 1000 با.
الشكل 2. ضبط نسبة المكونات المختلفة لتلبية معيار دالكويست
تطبيق العالم الحقيقي في HMPSA
تخيل صياغة ملصق للاسمعة. إذا أضفت الكثير من الشمع لتقليل التكلفة، يرتفع المودول فوق حد دالكويست. ستشعر الملصق بالجفاف وربما لا يلتصق بصندوق الورق المقوى. على العكس،إذا أضفت الكثير من الزيت السائل، انخفضت درجة التوصيل منخفضة جداً؛ يصبح الملصق ناعماً للغاية، وقد يخرج من حواف الملصق، وقد يفشل تحت ضغط القطع.
معايير دالكويست ليست قانونًا مثاليًا ، ولكنها نقطة التحقق الأولى التي يستخدمها كل مطور HMPSA عند تصميم منتج جديد.
جلسة أسئلة وأجوبة: معايير دالكويست و HMPSA
س1: هل معيار دالكويست قانون ثابت وعالمي لجميع الملصقات؟
الجواب: لا، إنها ملاحظة تجريبية تستند إلى اختبار درجة حرارة الغرفة. إنها تعمل بشكل أفضل لـ PSAs التقليدية التي يتم اختبارها عند 1 هرتز.بعض الصمغات الحديثة المهيكلة الصغرى يمكن أن تظهر التماسك حتى مع نموذج أعلى، ولكن بالنسبة لمعيار HMPSA، فإنه لا يزال المعيار الذهبي.
السؤال الثاني: هل تؤثر درجة الحرارة على معيار دالكويست؟
الجواب: بالتأكيد، فمودول المواد اللزجة يتغير مع درجة الحرارة.قد تلبي HMPSA المعيار تمامًا عند 23 درجة مئوية (درجة حرارة الغرفة) ولكن تصبح هشة وتفشل في الامتثال للمعيار عند 5 درجات مئوية (التطبيق البارد)هذا هو السبب في أن تركيبات HMPSA ذات درجة حرارة باردة تستخدم بوليمرات وراتنجات مختلفة للحفاظ على انخفاض النمط حتى في البرد.
س3: كيف نقيس G' للتحقق من المعيار؟
ج: باستخدام محلل ديناميكي ميكانيكي (DMA) أو مقياس ريوميتر. تضع عينة صغيرة من HMPSA المبردة بين لوحات موازية، وتطبيق قوة تذبذب صغيرة (عادة في 1 هرتز) ،وقياس مقاومة المادة للتشوه (معيار التخزين G') وقدرتها على إبعاد الطاقة (معيار الخسارة G").
السؤال 4: ماذا يحدث إذا كان لـ HMPSA الخاص بي G' بالضبط 300،000 Pa؟
الجواب: من المحتمل أن تكون حدودية. المقياس يشير إلى أن المادة تحتاج إلى أن تكون أقل من هذه القيمةقد تحصل على صلابة مقبولة على الأسطح الناعمة (مثل الزجاج) ولكن ضعف الأداء على الأسطح الخشنة (مثل الورق المقوى المعاد تدويره)عادة ما يستهدف المصنعون هامش سلامة أقل بكثير من هذا الرقم.
السؤال 5: هل يمكنني استخدام معايير دالكويست لللصاقات غير HMPSA مثل PSAs المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية أو على أساس الماء؟
ج: نعم! بينما تركز المقالة على الذوبان الساخن، ينطبق معيار دالكويست على أي نوع من الملصقات الحساسة للضغط (على أساس المذيب، أو على أساس الماء، أو المعالجة بالإشعاع).مبدأ الحاجة إلى درجة منخفضة من الرطوبة هو عالمي في جميع تقنيات PSA.
إذا كنت قد قُللت من قبل ملصق من مكتب أو أزلت ملصق من جرة، فقد شهدت سحر الملصق الحساس للضغط (PSA).لكن ما الذي يجعل المادة "ملصقة" بما فيه الكفاية لتلتصق على الفور بضغط إصبع خفيفبالنسبة للكيميائيين والمهندسين الذين يعملون مع الملصقات الحساسة للضغط الحار (HMPSA) ، تكمن الإجابة في قاعدة مشهورة معروفة باسممعيار دالكويست.
ما هو معيار دالكويست؟
المقترح من قبل الدكتور كارل أيه دالكويست في الستينيات من القرن الماضي، يحدد هذا المعيار الخصائص الميكانيكية الأساسية المطلوبة لمادة للتصرف كلصق حساس للضغط في درجة حرارة الغرفة.
يجب أن يكون لللصق موديل تخزين (G')أقل من 3 × 105 با (300000 باسكال، أو 3 × 106دين/سم2)في تردد 1 هرتز. وعلاوة على ذلك، فإن معايير دالكويست يتم الوفاء بها بشكل أفضل عن طريق استخدام تاكيفير على الملصق في40 إلى 70 درجة مئوية فوق Tg
الشكل 1 - معايير دالكويست - معايير PSA
لماذا يهم هذا لـ HMPSA؟
لاصقات الذوبان الساخن هي 100% بلاستيكات حرارية صلبة يتم تطبيقها ساخنة وتبريد وتشكل رابطةيجب أن يبقى الفيلم المبرد النهائي ناعمًا ومتدفقًا بما فيه الكفاية لـ "التبلل" (التدفق إلى الوديان المجهرية للسطح) تحت ضغط خفيف.
إذا كان G' مرتفعًا جدًا (> 3 × 105 Pa): يكون الملصق صلبًا جدًا. إنه يتصرف مثل ورقة بلاستيكية جامدة. عند الضغط على سطح ، فإنه يلمس فقط قمم نسيج السطح ،مما يؤدي إلى اتصال ضعيف وبدون صلةلن يلتصق
إذا كان G' منخفضًا جدًا (< 3 × 105 Pa): يكون الملصق ناعمًا جدًا وملصقًا. وهو يتدفق بسهولة إلى السطح ، مما يخلق مساحة اتصال كبيرة وارتباطًا أوليًا قويًا (صلب سريع).
هذا التوازن أمر بالغ الأهمية في تركيبات HMPSA. من خلال ضبط نسبة البوليمر الأساسي (على سبيل المثال، SIS، SBS، APAO) ، الراتنج التكيفي، الزيت النفتالي، والشمع،صناع الصيغ يضبطون المودول إلى أقل من 300 سحريةعتبة 1000 با.
الشكل 2. ضبط نسبة المكونات المختلفة لتلبية معيار دالكويست
تطبيق العالم الحقيقي في HMPSA
تخيل صياغة ملصق للاسمعة. إذا أضفت الكثير من الشمع لتقليل التكلفة، يرتفع المودول فوق حد دالكويست. ستشعر الملصق بالجفاف وربما لا يلتصق بصندوق الورق المقوى. على العكس،إذا أضفت الكثير من الزيت السائل، انخفضت درجة التوصيل منخفضة جداً؛ يصبح الملصق ناعماً للغاية، وقد يخرج من حواف الملصق، وقد يفشل تحت ضغط القطع.
معايير دالكويست ليست قانونًا مثاليًا ، ولكنها نقطة التحقق الأولى التي يستخدمها كل مطور HMPSA عند تصميم منتج جديد.
جلسة أسئلة وأجوبة: معايير دالكويست و HMPSA
س1: هل معيار دالكويست قانون ثابت وعالمي لجميع الملصقات؟
الجواب: لا، إنها ملاحظة تجريبية تستند إلى اختبار درجة حرارة الغرفة. إنها تعمل بشكل أفضل لـ PSAs التقليدية التي يتم اختبارها عند 1 هرتز.بعض الصمغات الحديثة المهيكلة الصغرى يمكن أن تظهر التماسك حتى مع نموذج أعلى، ولكن بالنسبة لمعيار HMPSA، فإنه لا يزال المعيار الذهبي.
السؤال الثاني: هل تؤثر درجة الحرارة على معيار دالكويست؟
الجواب: بالتأكيد، فمودول المواد اللزجة يتغير مع درجة الحرارة.قد تلبي HMPSA المعيار تمامًا عند 23 درجة مئوية (درجة حرارة الغرفة) ولكن تصبح هشة وتفشل في الامتثال للمعيار عند 5 درجات مئوية (التطبيق البارد)هذا هو السبب في أن تركيبات HMPSA ذات درجة حرارة باردة تستخدم بوليمرات وراتنجات مختلفة للحفاظ على انخفاض النمط حتى في البرد.
س3: كيف نقيس G' للتحقق من المعيار؟
ج: باستخدام محلل ديناميكي ميكانيكي (DMA) أو مقياس ريوميتر. تضع عينة صغيرة من HMPSA المبردة بين لوحات موازية، وتطبيق قوة تذبذب صغيرة (عادة في 1 هرتز) ،وقياس مقاومة المادة للتشوه (معيار التخزين G') وقدرتها على إبعاد الطاقة (معيار الخسارة G").
السؤال 4: ماذا يحدث إذا كان لـ HMPSA الخاص بي G' بالضبط 300،000 Pa؟
الجواب: من المحتمل أن تكون حدودية. المقياس يشير إلى أن المادة تحتاج إلى أن تكون أقل من هذه القيمةقد تحصل على صلابة مقبولة على الأسطح الناعمة (مثل الزجاج) ولكن ضعف الأداء على الأسطح الخشنة (مثل الورق المقوى المعاد تدويره)عادة ما يستهدف المصنعون هامش سلامة أقل بكثير من هذا الرقم.
السؤال 5: هل يمكنني استخدام معايير دالكويست لللصاقات غير HMPSA مثل PSAs المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية أو على أساس الماء؟
ج: نعم! بينما تركز المقالة على الذوبان الساخن، ينطبق معيار دالكويست على أي نوع من الملصقات الحساسة للضغط (على أساس المذيب، أو على أساس الماء، أو المعالجة بالإشعاع).مبدأ الحاجة إلى درجة منخفضة من الرطوبة هو عالمي في جميع تقنيات PSA.
