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【应用案例】压敏胶的复合流变性能预测

   日期:2021-01-04     来源:德国耐驰    浏览:255    
核心提示:压敏胶(PSAs)是一种复杂的胶体体系,通常包含两种主要组分,其一为起到粘合作用的增粘剂,其二为有助于增粘剂流动的乳胶。此外
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压敏胶(PSAs)是一种复杂的胶体体系,通常包含两种主要组分,其一为起到粘合作用的增粘剂,其二为有助于增粘剂流动的乳胶。此外,许多添加剂可以用来改善胶的性能,如抗湿性、储存时的稳定性、及如何覆盖基材并与基材表面更好地融合。

制备压敏胶时,需要将许多组分混合在一起。增粘剂乳液和水性乳胶及其他组分相混合,得到待涂覆的粘合剂。为此,需要了解每种组分的流变性能,以确定其通过泵输送的能力。对整个PSA的性能进行表征,有助于确定泵输送和过滤性能。


可以采用下述方程评估加工过程中面临的剪切速率,这里Q为体积流速,r为管的半径。


 

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[1]


在计算值上下选择合适的剪切速率测试材料粘度,可以得到所关注的流动曲线部分。然后利用如下的幂律模型拟合实测数据,确定k和n值,用于描述流动行为。


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[2]


k

稠度系数

流动指数

σ

剪切应力

图片

剪切速率

η 

粘度


稠度系数的单位为Pa·s,数值上等于1s-1时的粘度。流动指数的范围从0(剪切稀化非常显著的材料)到1(牛顿流体)。


 


测试条件


本文测试并对比了3种压敏胶。


利用Kinexus旋转流变仪(配有Peltier板盒,40mm/1o锥板测试系统)进行旋转流变测试,采用rSpace软件内置的标准程序测试。


采用标准流程加载样品,确保对所有样品进行一致、可控的加载。


所有流变测试均在25°C下进行。


通过输入的管道半径、长度及体积流率,自动计算管道中流体的相对剪切速率,这是测试程序的一部分。


测试所用剪切速率起始值为计算值的1/2,终止值为计算值的2倍,利用幂律模型拟合得到流动曲线。


 


测试结果


从图1可以看出,粘合剂3的粘度大,因此泵输送和混合的难度大,其次是粘合剂2,粘合剂1的粘度低。与其他两个样品相比,粘合剂3的n值较低,在较高的剪切速率下泵输送会更容易一些。通过提高泵的剪切速率,可以降低材料的粘度,有助于大程度降低泵输送故障。对于剪切致稀指数较小(n<<1)的材料,这是一个非常有效的办法。高粘度样品(如样品3)比低粘度的样品更难进行泵输送,除非其具有非常小的剪切致稀指

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图1 三种压敏胶的流动曲线及对应的幂律指数值


 


测试结论


在进行工厂试验之前,先对配方进行分析,评估其泵输送能力和混合能力。通过测试、比较相似配方的性能,确定添加剂的佳配方组合,从而优化生产过程中的泵输送和混合能力。


 


参考文献

[1] A Handbook of Elementary Rheology; HA Barnes

[2] Non-Newtonian Fluids in the Process Industry; RP Chaabra & JF


 
 
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