адгезивная пленка что это такое

Особенности и классификация адгезионного взаимодействия пленок.

Особенности и классификация адгезионного взаимодействия пленок.

Основные определения и понятия.

Следует считать, что адгезия — это связь или взаимодействие между поверхностями двух разнородных контактирующих тел. Для нарушения этой связи необходимо внешнее воздействие определенной величины. Адгезия является синонимом русского слова «прилипание». Иногда под термином «прилипание» подразумевают процесс, ведущий к сближению тел и установлению между ними связи.

Только в этом смысле в дальнейшем будет применяться термин прилипание. Кроме того, для определения состояния пленки в процессе адгезии будет применяться понятие «прилипшая пленка».

Различают адгезию частиц и жидкости к твердым поверхностям, а также адгезию пленок и покрытий. Адгезия пленок и покрытий — явление, которое возникает при контакте твердых поверхностей с пленками, находящимися на этих поверхностях.

Разграничить понятия «пленки» и «покрытия» порой бывает затруднительно. Пленками обычно называют тонкие слои материалов, применяемых для различных целей: упаковки, изоляции, придания декоративного вида и т. д. Покрытиями — тонкие слои, например краски или металла, нанесенные на основу с целью придания определенных свойств или изоляции ее от окружающей среды. Подобные функции в некоторых случаях могут выполнять и пленки. Так, пленки, образованные из высокодисперсных твердых частиц, могут выполнять роль смазочного слоя или сообщать поверхности электрические и другие свойства. Поэтому для сокращения в дальнейшем вместо термина «пленки и покрытия» будем применять какой-либо один термин: «пленки» или «покрытия».

С точки зрения адгезионного взаимодействия пленки, как правило, формируются в результате соприкосновения с твердой поверхностью. Кроме того, они могут существовать до взаимодействия с твердым телом, но в результате адгезии они приобретают новые свойства. Пленки могут быть, например, хрупкими, но при контакте с твердой поверхностью за счет адгезии это отрицательное свойство пленок исчезает и пленки могут приобретать другие положительные качества.

Прилипшие к твердой поверхности пленки называют адгезивом, а саму поверхность — субстратом или подложкой. Пленки обычно наносят на твердую поверхность для того, чтобы экранировать вострят. Такое экранирование нужно с целью предупреждения коррозии, придания поверхности смазочных, декоративных и других Свойств. Так, тонкие пленки, образованные из порошкообразных материалов, сообщают поверхности необходимые электрические свойства, что используется в печатных схемах приемопередающих устройств. Тонкие металлические пленки, наносимые на изоляторы, обусловливают поверхностную электрическую проводимость. Пленки придают кинолентам необходимые эластичные и другие свойства.

Пленки могут образовываться в результате некоторых технологических процессов, например в результате отложения частиц парафина при движении нефти по трубопроводам.

В отдельных случаях может иметь место адгезия двух и более пленок, изготовленных из различных материалов. Например, для получения упаковочного материала используют комбинированную пленку, сочетающую положительные свойства ее составляющих. Пленка полиэтилена в результате адгезии с пленкой полиэтилен-терефталата образует эластичный упаковочный материал, обладающий высокой прочностью, паро- и газонепроницаемостью, стойкостью к повышенной влажности воздуха.

Рис. 1,1. Способ образования пленок:

Причины адгезии пленок в газовой и жидких средах

Таблица 1

Взаимодействие	Связь	Среда
Между молекулами или атомами	Межмолекулярная. Химическая: донорно-акцепторная, ионная, ковалентная	Газовая и жидкая
Электрическое	Электрическая под действием кулоновских сил	Газовая
За счет расклинивающего давления	Межмолекулярная, химическая, электрическая	Жидкая

В настоящее е время развита микрореологическая теория адгезии. Суть этой теории заключается в том, что в процессе формирования пленки из расплава происходит заполнение выемов шероховатой поверхности субстрата, увеличивается площадь фактического контакта, а следовательно, и число связей между адгезивом и субстратом, что приводит к росту адгезии и адгезионной прочности. Рост адгезионной прочности доказан прямыми опытами. Помимо этого микрореологическая теория рассматривает адгезионную прочность с общих позиций, основа которых заложена в соотношении (1).

Настоящая методика распространяется на лакокрасочные материалы и устанавливает методы определения адгезии лакокрасочных покрытий к металлическим поверхностям:

1 — метод отслаивания;

2 — метод решетчатых надрезов;

3 — метод решетчатых надрезов с обратным ударом;

Классификация

Все лакокрасочные материалы разделены на группы в зависимости от входящих в их состав основных пленкообразователей. Для условных обозначений каждой группы использована система принятая в ГОСТ 9825—73 (см. табл. 2).

Таблица 2.

Группа	Условное обозначение	Группа	Условное обозначение
Глифталевые	ГФ	Алкидно- и масляностирольные	МС
Пентафталевые	ПФ	Полиэфирные ненасыщенные	ПЭ
Меламинные	МЛ	Полиуретановые	УР
Мочевинные	МЧ	Полиакриловые	АК
Фенольные	ФЛ	Сополимерно-акриловые	АС
Фенолоалкидные	ФА	Нитроцеллюлозные	НЦ
Эпоксидные	ЭП	Этилцеллюлозные	ЭЦ
Эпоксиэфирные	ЭФ	Перхлорвиниловые	ХВ
Сополимерно-винилхло-ридные	ХС	Фторопластовые	ФП
Кремнийорганические	КО	Поливинилацетальные	ВЛ
Дивинилацетиленовые	ВН	Битумные	БТ
Каучуковые	КЧ	Канифольные	КФ
Полиамидные	АД	Масляные	МА

Внутри групп лакокрасочные материалы расположены по признаку преимущественного назначения материала в соответствии с ГОСТ 9825—73 (табл. 3).

Таблица 3.

Группа	Условное обозначение
Атмосферостойкие
Ограниченно атмосферостойкие (под навесом и внутри помещения)
Водостойкие
Специальные (покрытия, обладающие специфическими свойствами)
Маслобензостойкие	е
Химически, стойкие
Термостойкие
Электроизоляционные
Грунтовки
Шпатлевки

Марка лакокрасочного материала слагается из буквенных обозначений группы (табл. 1) и нескольких цифр, из которых первая указывает назначение материала (табл. 2), а остальные составляют порядковый номер регистрации материала.

Например: эмаль ХВ-16 — перхлорвиниловая эмаль (ХВ), атмосферостойкая (1), регистрационный номер 6;

грунтовка ГФ-031— глифталевая (ГФ) грунтовка (0), регистрационный номер 31;

шпатлевка ЭП-0010—эпоксидная (ЭП) шпатлевка (00), регистрационный номер 10.

Марки некоторых лакокрасочных материалов, пригодных для работы в условиях тропического климата, обозначены буквой Т, например, грунтовка ЭП-09Т.

Лабораторная работа №1

МЕТОД РЕШЕТЧАТЫХ НАДРЕЗОВ

А. Сущность метода.

Сущность метода заключается в нанесении на готовое лакокрасочное покрытие решетчатых надрезов и визуальной оценке состояния покрытия по четырехбалльнрй системе.

Аппаратура и материалы.

Пластины из листовой стали марки 08 кп размером не менее 60×150 мм и толщиной (0,9±0,1) мм по ГОСТ 16523—89 или из других металлов, если это предусмотрено в нормативно-технической документации на лакокрасочный материал.

Устройство для нанесения надрезов типа АД-3 по ТУ 6—23—9— 89, включающее шаблон для нанесения надрезов и режущий инструмент.

Линейка металлическая или шаблон с пазами, расположенными на расстоянии 1, 2 или 3 мм друг от друга. Кисть волосяная, плоская, мягкая, шириной не менее 10 мм; длина волос не менее 15 мм.

Прибор для измерения толщины покрытий с погрешностью измерения не более 10 %.

Лупа с 2,5—4 х увеличением.

Подготовка к испытанию.

1.2.1. Для проведения испытания готовят два образца. Пластины для нанесения лакокрасочного материала подготавливают по ГОСТ 8832—76. Вид металла испытуемых пластин, обработку их поверхности перед нанесением лакокрасочного материала, вязкость испытуемого лакокрасочного материала, метод нанесения, количество слоев, возможность использования системы лакокрасочного покрытия, режим сушки и толщину пленки указывают в нормативно-технической документации на испытуемый лакокрасочный материал.

1.2.2. На подготовленные пластины наносят лакокрасочный материал и после сушки определяют толщину покрытия не менее, чем на трех участках поверхности испытуемого образца, при этом различие в толщине покрытия по длине образца не должно превышать 10 %.

Адгезию определяют после выдержки пленки по п. 1.2.

Проведение испытания.

1.3.1. Испытания проводят на двух образцах и не менее, чем на трех участках поверхности каждого образца при условиях, указанных в п. 1.3, если в нормативно-технической документации на испытуемый лакокрасочный материал нет других указаний.

1.3.2. На каждом испытуемом участке поверхности образца на расстоянии от края не менее 10 мм делают режущим инструментом по линейке или шаблону или с помощью устройства АД-3 не менее шести параллельных надрезов до металла длиной не менее 20 мм на расстоянии 1, 2 или 3 мм друг от друга. Режущий инструмент держат перпендикулярно поверхности образца. Скорость резания должна быть от 20 до 40 мм/с. Аналогичным образом делают надрезы в перпендикулярном направлении. В результате на покрытии образуется решетка из квадратов одинакового размера.

Расстояние между соседними решетками должно быть не менее 20 мм.

Размер единичного квадрата решетки должен быть указан в нормативно-технической документации на испытуемый лакокрасочный материал. При отсутствии таких указаний на покрытия толщиной менее 60 мкм наносят решетку с единичным квадратом размером 1×1 мм, на покрытия толщиной от 60 до 120 мкм — 2×2 мм, на покрытия толщиной от 120 до 200’мкм — 3×3 мм.

Контроль прорезания покрытия до металла осуществляется при помощи лупы.

Обработка результатов.

После нанесения надрезов для удаления отслоившихся кусочков покрытия проводят мягкой кистью по поверхности решетки в диагональном направлении по пять раз в прямом и обратном направлении.

Адгезию оценивают в соответствии с табл.4, используя при необходимости лупу.

Таблица 4.

Балл	Описание поверхности лакокрасочного покрытия после нанесения надрезов в виде решетки	Внешний вид покрытия
Края надрезов полностью гладкие, нет признаков отслаивания ни в одном квадрате решетки
Незначительное отслаивание покрытия в виде мелких чешуек в местах пересеченна линий решетки. Нарушение наблюдается не более, чем на 5 % поверхности решетки
Частичное или полное отслаивание покрытия вдоль линий надрезов решетки или в местах их пересечения. Нарушение наблюдается не менее, чем на 5 % и не более, чем на 35 % поверхности решетки
Полное отслаивание покрытия или частичное, превышающее 35 % поверхности решетки

Перевод четырехбалльной шкалы в шестибалльную шкалу для оценки адгезии методом решетчатых надрезов приведен в приложении.

За результат испытания принимают значение адгезив баллах, соответствующее большинству совпадающих значении, определенных на всех испытуемых участках поверхности двух образцов; при этом расхождение между значениями не должно превышать 1 балл.

При расхождении значений адгезии, превышающем 1 балл, испытание повторяют на том же количестве образцов и принимают среднее округленное значение, полученное по четырем образцам, за окончательный результат.

При равной повторяемости двух значений адгезию оценивают по большему значению.

Вывод: в ходе лабораторной работы мы проверяли образец составом ПФ 115 цвет «сурик» светоотражающий по методу решетчатых надрезов. Образец ПФ 115 соответствует 1 баллу.

Лабораторная работа №2

МЕТОД ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ НАДРЕЗОВ

А. Сущность метода.

Сущность метода заключается в нанесении на готовое лакокрасочное покрытие параллельных надрезов и визуальной оценке состояния покрытия по трехбалльной системе.

Аппаратура и материалы.

Лента липкая на полиэтилентерефталатной основе. Аппаратура и материалы — по п.2.1.

Подготовка к испытанию.

Подготовка пластинок и нанесение испытуемого лакокрасочного материала на подготовленные пластинки проводят по п.2.2.

Проведение испытания.

Адгезию с применением липкой ленты определяют на двух параллельных образцах и не менее чем на трех участках каждого образца. На каждом участке поверхности образца на расстоянии от края пластины не менее 10 мм делают не менее пяти параллельных надрезов длиной не менее 20 мм до металла на расстоянии 1, 2 или 3 мм друг от друга с помощью режущего инструмента по п.2.1.

Перпендикулярно надрезам накладывают полоску липкой ленты размером 10×100 мм и плотно ее прижимают, оставляя один конец полоски неприклеенным.

Быстрым движением ленту отрывают перпендикулярно от покрытия. Адгезию по методу параллельных надрезов оценивают по трехбалльной шкале (табл.5).

Таблица 5.

Балл	Описание поверхности лакокрасочного покрытия после нанесения надрезов и снятия липкой ленты	Внешний вид покрытия
1₁	Края надрезов гладкие
2₁	Незначительное отслаивание пленки по ширине полосы вдоль надрезов (не более 0,5 мм)
3₁	Отслаивание покрытия полосами

Вывод: в ходе лабораторной работы мы проверяли образец составом ПФ 115 белого цвета, образец соответствует 1 баллу.

Лабораторная работа № 3.

Измерение величины адгезии лакокрасочных покрытий на

металлической подложке с помощью механического адгезиметра

Назначение.

1.1.1 Прибор предназначен для контроля величины адгезии (силы сцепления) лакокрасочных покрытий с основанием.

1.1.2 Прибор предназначен для эксплуатации в климатических условиях УХЛ категории размещения по ГОСТ 15150.

Технические характеристики.

1.2.1. Усилие отрыва кг, не более 100.

1.2.2. Предел допускаемой погрешности задания усилия отрыва кг, не более ±10.

1.2.3. Рабочий диапазон температур, °С 10+35.

1.2.4. Диаметр основания приклеиваемого грибка, мм 11,3.

1.2.5. Удельное усилие отрыва Fу кг/см 2100.

1.2.6. Габаритные размеры, мм, не более 140*80 х 50.

1.2.7. Масса прибора, кг, не более 0,25.

1.2.8. Цена деления, кг 10.

Устройство и работа.

В основу работы прибора положен принцип измерения усилия отрыва грибка, приклеиваемого к контролируемому покрытию. Усилие отрыва создается поворотным механизмом, состоящим из пары винт-гайка и взводящим пружинный механизм, связанный с грибком. Величина усилия отрыва считывается по положению стрелки прибора относительно шкалы.

Комплектность прибора.

2.1. Адгезиметр механический «Константа А»-1.

2.4. Балеринка для вырезания участка контроля-1.

Использование прибора.

3.2.1. Для работы прибора следует:

5 – в случае если стрелка не будет на нуле шкалы, отвернуть фиксирующий стрелку винт, установить стрелку на нуль шкалы и завернуть фиксирующий винт;

По результатам испытаний, в соответствии с методикой испытаний принимается решение о целесообразности применения испытуемого покрытия.

Рис.4. Схема расположения на подложке.

Образец №1:адгезионно-когезионный, предел прочности при вертикальном одноосном отрыве 60 кг.

Образец №2: адгезионно-когезионный, предел прочности при вертикальном одноосном отрыве 60 кг.

Образец №3: адгезионно-когезионный, предел прочности при вертикальном одноосном отрыве 60 кг.

Вывод: в ходе лабораторной работы мы выяснили, что все образцы являются адгезионно-когезионными.

Особенности и классификация адгезионного взаимодействия пленок.

Основные определения и понятия.

Рис. 1,1. Способ образования пленок:

Источник

Какой должна быть степень адгезии пленки для разных областей промышленности

Содержание

Способы изготовления защитных пленок совершенствуются. По этой причине производители имеют возможность выпускать материал с отличающимися адгезионными качествами для использования в определенных областях быта, производства и других отраслях. Такая специализация позволяет наилучшим образом удовлетворять потребности пользователей.

Как определяются адгезионные качества

Пленки производят из полимеров, на которые наносят клеевые составы. Показатели адгезии для пленки даже одного вида могут существенно отличаться. Их величина зависит от толщины и вида клеевого состава, производящегося на базе каучука, акрилатов, силикона. Каждый из типов клея имеет свои оригинальные характеристики, влияющие на способность приклеиваться.

Прилипание защитной пленки —сложный процесс, происходящий на тонкой границе между твердой поверхностью и клеем. Наиболее часто адгезия в лабораторных условиях измеряется по методике ASTMD-3330. Основывается этот способ на измерении силы, нужной для отрывания пленки от полосы из стали.

Пленочный образец, имеющий ширину 25–50 мм, наклеивают одним концом к отполированной полосе из стали, второй находится под прямым углом к ленте. С помощью оборудования к оставшемуся свободным концу прикладывают определенные усилия, достигая нагрузки, при которой материал отклеится. Именно эта нагрузка станет показателем, определяющим адгезионные характеристики защитной пленки. Измеряется она в граммах или Ньютонах на миллиметр (25–50).

В зависимости от свойств клеевого слоя различают классы пленок из расчета нагрузок на 50 мм:

Читайте также: болит под ногтем что это

Благодаря такому делению защитные пленки можно использовать для всех видов поверхностей. Приобретая их по классам, можно не переплачивать за ненужные при применении качества клейкости.

Где используются пленки с разной адгезией

На рынке соответствующих товаров можно найти защитный материал с любой степенью адгезии. Клейкая пленка применятся:

Приобретая защитную пленку, стоит обращать внимание на ее характеристики: толщину и тип клеевого слоя, адгезионные свойства. Правильно подобранный материал будет надежно выполнять свои функции, сохраняя поверхности от повреждений. Его применение будет максимально удобным, позволит оптимизировать затраты.

Источник

Подробно о защитных пленках

Современная технология производства клейких пленок идет по пути их специализации, и предлагает под конкретный тип задач в быту, торговле, транспорте, промышленности свой конкретный тип клейкой пленки, наилучшим образом удовлетворяющий требованиям потребителя.

Защитные клейкие пленки в своей основе представляют собой тонкое полимерное покрытие, с одной стороны покрытое клеящим составом, который способен прилипать к разным поверхностям.

Как основа, так и клеевой слой представляют собой продукт современных высоких химических технологий. Подбирая различную основу, применяя разные клеевые слои, производители клейкой пленки обеспечивают ее широчайший ассортимент

Что представляет собой основа защитной пленки?

В качестве материала основы защитных пленок используют полиэтилен высокого давления (LDPE).

Полиэтилен – наиболее дешевый полимер для получения основы клейкой пленки. Полиэтилен достаточно прочен, но вместе с тем способен к значительным деформациям, в результате чего пленка на его основе способна сильно, но необратимо растягиваться. Полиэтилен – практически инертный полимер, при обычных условиях он стоек к воздействию всех жидкостей. Из полиэтилена не выделяется вредных веществ, поэтому его широко используют в контакте с пищевыми продуктами.

Технология изготовления основы следующая: на экструдере выдувают рукав шириной до 1,5 м, состоящий от одного до 4-х слоев п/э и сматывают его в рулоны длиной до 6000 м. При этом, добавляя различные красители, можно получить пленку разных цветов (белую, голубую, зеленую, черную), в т.ч. и черно-белую (когда разные слои п/э имеют разный цвет). На данном этапе, при необходимости, в п/э добавляют добавки для защиты от УФ-излучения.

Затем, если необходимо нанести логотип, эти рулоны отдают на печать. Возможно нанесение как поверхностной, так и межслойной печати. При последней, пленка сверху ламинируется еще одним слоем п/э. При обоих видах печати, метод ее нанесения – глубокий. Возможна печать до трех цветов. При этом на каждый цвет необходимо изготавливать индивидуальное клише.

Следующий этап – нанесение клеевого слоя.

Из чего состоит клеевой слой клейкой пленки?

Клеевой слой обеспечивает прилипание пленки к поверхности, на которую она наносится. Явление прилипания – это сложный физико-химический процесс, который происходит на межфазной границе между клеевым слоем и твердой поверхностью. В науке для него используется термин – адгезия, поэтому вещества, используемые в качестве компонентов клеевого слоя, называют адгезивами.

Адгезивы, используемые в клеевых пленках, также как и их основа имеют полимерную природу. По химическому составу обычно выделяют три группы адгезивов:

Чтобы нанести клей, рулоны п/э с уже нанесенным логотипом помещают в специальные машины, длиной несколько десятков метров на которых происходит нанесение раствора адгезива и его сушка. Чтобы адгезив держался на поверхности пленки, ее обрабатывают коронным разрядом. Кол-во нанесенного адгезива регулируется линеатурой валов.

После нанесения клея рулоны еще раз перематывают на рулоны нужной длины (от 100 м до 1000м), затем отрезают ровные края согласно размеру ширины рулона и упаковывают.

Как определяют адгезионные (клеящие) свойства?

Среди различных лабораторных методов испытания адгезии клейкой пленки наибольшее распространение получил метод ASTM D-3330, основанный на измерении силы отрыва клейкой пленки от стандартной стальной пластины.

К стальной полосе приклеивается образец пленки шириной 25-50 мм, один конец которой оставляют свободным. К этому концу на специальном оборудовании прилагают усилие и измеряют минимальный уровень нагрузки, под действием которой пленка будет отклеиваться от стальной полосы. Данная нагрузка служит показателем, который характеризует адгезионные свойства клейкой пленки. Данный показатель носит название Пиллинговой Адгезии к стали (Peel Adhesion to steel) и измеряется в г(грамм)/(25-50)мм или Н(Ньютон)/(25-50)мм. При сопоставлении различных данных необходимо помнить, что 1Н

100г, а также обращать внимание на количество мм, указанных в знаменателе.

Для одной и той же полимерной основы клейкой пленки показатель адгезии к стали может отличаться очень сильно в зависимости от толщины слоя адгезива и его марки. Например, для защитных пленок на полиэтиленовой основе с акриловым адгезивом показатель адгезии к стали может изменяться от 50г/50мм до 2 кг/50 мм ширины пленки, то есть в 40 раз.

В зависимости от количества нанесенного адгезива различают следующие классы защитных пленок по величине значения силы пиллинговой адгезии к полированной стальной пластине:

Благодаря такому ассортименту защитных пленок они используются на всех возможных типах поверхностей.

Защитные пленки с низкой адгезией (L) применяют для защиты следующих поверхностей: акриловый лист (PMMA), лист поливинилхлорида, ABS пластиков, стальных пластин, анодированный алюминий и другие гладкие блестящие поверхности.

Защитные пленки ML применяют для защиты мебельной фурнитуры, гладкого алюминия, черепицы, покрытой металической глазурью, поверхностей кондиционеров и различных домашних приборов.

Защитные пленки M для защиты гальванизированных алюминиевых листов, искусственный мрамор, пластмассовый и стальной профиля

Защитные пленки Н для защиты более шероховатых материалов, композитных панелей, алюминиевых листов, ламинатов, ПВХ-профилей и т.п.

Защитные пленки VH для защиты матовых поверхностей, профилей с поверхностями обработанными пескоструйным способом и т.п.

Защитные пленки SH для защиты ковровых покрытий (клей снаружи), автомобильных ковриков.

Источник