Giáo trình kỹ thuật keo dán

Chia sẻ: 986753421 986753421 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:116

Thêm vào BST

Báo xấu

359
lượt xem 115
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình kỹ thuật keo dán', kỹ thuật - công nghệ, kiến trúc - xây dựng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình kỹ thuật keo dán

Giaïo trçnh män kyî thuáût keo daïn Chæång 1 MÅÍ ÂÁÖU 1.1. Khaïi niãûm Keo daïn laì váût liãûu maì khi gia cäng lãn bãö màût caïc váût liãûu nãön (kim loaûi, gäù, saình, sæï, plastic. . .) thç coï thãø näúi chuïng laûi våïi nhau vaì giæî khäng cho chuïng taïch råìi khoíi nhau. "Keo daïn" laì thuáût ngæî noïi chung duìng âãø chè caïc loaûi nhæ: ximàng, häö, past (bäüt nhaîo). . . 1.2. Phán loaûi - Theo traûng thaïi keo: + Keo loíng + Keo loíng 2 thaình pháön + Keo daûng maìng - Theo baín cháút hoïa hoüc: + Keo epoxy + Keo xianoacrilat + Keo policloropren . . . - Theo váût liãûu nãön: + Keo daïn kim loaûi - kim loaûi + Keo daïn gäù + Keo daïn giáúy 1
- Âiãöu kiãûn sæí duûng keo: + Keo âoïng ràõn + Keo âoïng ràõn noïng + Keo âoïng ràõn nguäüi Caïch âáy haìng thãú kyí loaìi ngæåìi âaî biãút duìng keo âãø näúi caïc váût liãûu laûi våïi nhau. Tuy nhiãn trong voìng 50 nàm tråí laûi âáy khoa hoüc vaì cäng nghãû keo daïn måïi thæûc sæû coï nhæîng tiãún bäü âaïng kãø vaì keo daïn âæåüc duìng trong háöu hãút moüi lénh væûc. - Loaûi keo daïn âæåüc sæí duûng chuí yãúu laì keo daïn trãn cå såí polyme täøng håüp. Keo naìy coï khaí nàng âaïp æïng âæåüc caïc yãu cáöu vãö kyî thuáût: coï khaí nàng daïn caïc loaûi váût liãûu khaïc nhau, coï âuí âäü bãön âãø coï thãø truyãön taíi troüng hay æïng suáút (læûc taïc duûng) tæì nãön naìy sang nãön khaïc. - Thåìi gian gáön âáy do cuäüc säúng ngaìy caìng phaït triãøn nhu cáöu vãö keo daïn âaím baío tênh kyî thuáût ngaìy caìng cao âaî thäi thuïc caïc nhaì khoa hoüc khäng ngæìng nghiãn cæïu âæa ra haìng loaût keo måïi trãn cå såí polyme täøng håüp, ngoaìi ra coìn coï cháút phuû gia nhæ: cháút hoïa deío, cháút äøn âënh, cháút âoïng ràõn, cháút tàng cæïng. . . * So saïnh våïi caïc phæång phaïp haìn gàõn truyãön thäúng nhæ haìn, taïn âinh, vêt bulong. . . thç phæång phaïp sæí duûng keo daïn coï nhæîng æu nhæåüc nhæ sau: + Æu âiãøm: - Coï thãø näúi caïc váût liãûu khaïc nhau laûi våïi nhau nhæ: kim loaûi, cháút deío, cao su, coposit, såüi, gäù, giáúy. . . 2
- Coï khaí nàng näúi caïc váût liãûu moíng ráút hiãûu quaí (daïn nhæîng táúm kim loaûi, phi kim loaûi) - Phán bäú âãöu æïng suáút trong mäúi näúi. - Giaï caí phaíi chàng, kyî thuáût daïn âån giaín, coï thãø tæû âäüng hoïa, trong cäng nghiãûp saín xuáút xe robot làõp raïp bàòng keo thay ngæåìi. - Saín pháøm daïn nhàôn, saûch âaím baío veí myî quan thu huït sæû quan tám cuía khaïch haìng. - Viãûc choün læûa keo phuì håüp laìm giaím âäü maìi moìn cuía saín pháøm. + Nhæåüc âiãøm: - Âãø âaût âæåüc thåìi gian sæí duûng láu daìi trong mäi træåìng khàõc nghiãût cáön phaíi xæí lyï bãö màût mäúi daïn træåïc khi daïn. - Khoaíng nhiãût âäü sæí duûng cuía mäúi daïn bë giåïi haûn hån so våïi caïc phæång phaïp gàõn khaïc. - Keo duìng daïn täút caïc táúm kim loaûi moíng nhæng khäng phuì håüp khi daïn nhæîng miãúng kim loaûi daìy do âäü bãön xoàõn vaì træåüt cuía keo keïm hån so våïi nhiãöu kim loaûi. Ngoaûi træì khi diãûn têch näúi låïn hoàûc keo daïn âæåüc giæî dæåïi aïp læûc (æïng suáút). - Caïc phæång phaïp thæí khäng phaï huíy mäúi daïn tæång âäúi giåïi haûn so våïi phæång phaïp thæí (kiãøm tra) våïi caïc phæång phaïp haìn gàõn khaïc. Mäüt säú hçnh veî minh hoüa æïng duûng. Chæång 2 SÆÛ TIÃÚP XUÏC BÃÖ MÀÛT 3
- Coï khaí nàng näúi caïc váût liãûu moíng ráút hiãûu quaí (daïn nhæîng táúm kim loaûi, phi kim loaûi) - Phán bäú âãöu æïng suáút trong mäúi näúi. - Giaï caí phaíi chàng, kyî thuáût daïn âån giaín, coï thãø tæû âäüng hoïa, trong cäng nghiãûp saín xuáút xe robot làõp raïp bàòng keo thay ngæåìi. - Saín pháøm daïn nhàôn, saûch âaím baío veí myî quan thu huït sæû quan tám cuía khaïch haìng. - Viãûc choün læûa keo phuì håüp laìm giaím âäü maìi moìn cuía saín pháøm. + Nhæåüc âiãøm: - Âãø âaût âæåüc thåìi gian sæí duûng láu daìi trong mäi træåìng khàõc nghiãût cáön phaíi xæí lyï bãö màût mäúi daïn træåïc khi daïn. - Khoaíng nhiãût âäü sæí duûng cuía mäúi daïn bë giåïi haûn hån so våïi caïc phæång phaïp gàõn khaïc. - Keo duìng daïn täút caïc táúm kim loaûi moíng nhæng khäng phuì håüp khi daïn nhæîng miãúng kim loaûi daìy do âäü bãön xoàõn vaì træåüt cuía keo keïm hån so våïi nhiãöu kim loaûi. Ngoaûi træì khi diãûn têch näúi låïn hoàûc keo daïn âæåüc giæî dæåïi aïp læûc (æïng suáút). - Caïc phæång phaïp thæí khäng phaï huíy mäúi daïn tæång âäúi giåïi haûn so våïi phæång phaïp thæí (kiãøm tra) våïi caïc phæång phaïp haìn gàõn khaïc. Mäüt säú hçnh veî minh hoüa æïng duûng. Chæång 2 SÆÛ TIÃÚP XUÏC BÃÖ MÀÛT 3
2.1. Måí âáöu - Muäún mäúi daïn bãön væîng cáön coï sæû tiãúp xuïc phán tæí chàût cheî coï nghéa laì keo vaì keo loït (nãúu coï) cáön coï khaí nàng traíi trãn bãö màût váût liãûu nãön. - Mäüt keo muäún thoía maîn nhæîng âiãöu kiãûn naìy cáön phaíi: + Khi åí traûng thaïi loíng phaíi coï goïc tiãúp xuïc bàòng hoàûc gáön bàòng khäng. + Âäü nhåït cuía keo phaíi tæång âäúi beï
Mäüt gioüt loíng trãn bãö màût váût liãûu nãön taûi âiãøm cán bàòng - Taûi âiãøm tiãúp xuïc 3 pha gäöm caïc sæïc càng bãö màût: νlv laì sæïc càng bãö màût giæîa tæåïng loíng - håi νsl laì sæïc càng bãö màût giæîa tæåïng ràõn - loíng νsv laì sæïc càng bãö màût giæîa tæåïng loíng - loíng - Sæïc càng bãö màût laì âaûi læåüng âo træûc tiãúp læûc tæång taïc giæîa caïc phán tæí. - Sæïc càng åí nhæîng låïp bãö màût âæåüc hçnh thaình do læûc tæång taïc cuía caïc phán tæí åí caïc låïp bãn trong våïi låïp bãö màût, sæû huït naìy coï khuynh hæåïng laìm giaím säú phán tæí åí vuìng bãö màût laìm tàng khoaíng caïch giæîa caïc phán tæí. - Do váûy, muäún giæî cáúu hçnh bçnh thæåìng låïp bãö màût sinh ra mäüt cäng âãø chäúng laûi sæû biãún daûng âoï. - Âiãöu naìy giaíiν thêch taûi sao täön taûi nàng læåüng bãö màût tæû do. - Mäúi liãn hãû giæîa caïc sæïc càng bãö màût âäúi våïi goïc tiãúp xuïc cán bàòng âæåüc biãøu diãùn bàòng phæång trçnh Young nhæ sau: νsv= νsl + νlvcosθ (1) νsv- laì nàng læåüng bãö màût tæû do cuía nãön âaî háúp thuû håi tæì cháút loíng (thæåìng beï hån nàng læåüng bãö màût tæû do ràõn khi khäng háúp thuû håi (νs) - Âäü giaím nàng læåüng tæû do bãö màûût cuía bãö màût ràõn khi coï háúp thuû håi âæåüc xaïc âënh: Po Hs = νs - νsv= RT ∫ Γd (ln P) (2) 0 5
P - aïp suáút håi Po - aïp suáút håi cán bàòng R - hàòng säú khê T - nhiãût âäü tuyãût âäúi Γ - haìm læåüng, näöng âäü håi âæåüc háúp phuû åí bãö màût Tæì (1) ⇒ νs = νsl + νlvcosθ + Hs (3) + Khi θ >0: cháút loíng khäng tháúm æåït hoaìn toaìn. + Khi θ = 0: cháút loíng tháúm æåït bãö màût ràõn hoaìn toaìn våïi täúc âäü phuû thuäüc âäü nhåït cháút loíng vaì âäü nhaïm cuía bãö màût ràõn. - Âãø tháúm æåït tæû xaíy ra thç: νsv ≥ νsl + νlv (4) νs ≥ νsl + νlv + Hs (5) Goüi S laì hãû säú traíi cán bàòng ta coï: S = νsv - νsl - νlv (6) S = νs - νsl - νlv - Hs hay (7) - Do váûy mäüt cháút loíng seî tæû traíi vaì tháúm æåït hoaìn toaìn khi S≥ 0. - Tuy nhiãn trong træåìng håüp θ >0 cháút loíng váùn coï thãø tháúm æåït (traíi) trãn bãö màût ràõn nhæng âoìi hoíi phaíi coï mäüt aïp læûc âãø neïn cháút loíng trãn nãön ràõn âoï. + Khi θ = 180o: Quaï trçnh khuãúch taïn hay háúp phuû khäng xaíy ra nãn khäng coï sæû tæång taïc giæîa caïc phán tæí → khäng xaíy ra quaï trçnh kãút dênh. - Thäng thæåìng âãø khàõc phuûc tçnh traûng naìy thç coï 2 caïch xæí lyï: + Biãún tênh bãö màût cuía nãön: 6
Vê duû: Âäúi våïi nhæûa PE khäng phán cæûc nãn khäng thãø daïn PE, âãø taûo ra âäü phán cæûc cho PE ngæåìi ta thæåìng tiãún haình oxy hoïa båíi caïc taïc nhán oxy hoïa lãn bãö màût cuía PE → taûo nãn nhoïm phán cæûc nhæ -CO, -COOH . . . + Bäø sung vaìo cháút kãút dênh caïc cháút nhæ cháút pha loaîng, cháút hoïa deío, caïc cháút âäün . . . * Xaïc âënh goïc tháúm æåït: - Âäúi våïi bãö màût phàóng goïc tháúm æåït cán bàòng coï thãø âæåüc âo ráút âån giaín tæì âæåìng cong cuía mäüt gioüt cháút loíng nhoí hay mäüt boüt khê coìn laûi trãn bãö màût. - Goïc tháúm æåït âæåüc xaïc âënh bàòng caïch veî tiãúp tuyãún våïi âæåìng cong åí âiãøm tiãúp xuïc 3 pha, sau khi gioüt lan ra khuïc xaû bàòng phæång phaïp quang hoüc: Chiãúu mäüt chuìm tia vaìo gioüt cháút loíng räöi veî boïng cuía noï trãn main hay in boïng âoï trãn giáúy aính. - Thäng thæåìng duìng xilanh âãø taûo gioüt loíng täút nháút laì nãn âãø nguyãn âáöu tiãm khi âo âãø traïnh biãún daûng gioüt cháút loíng, laìm aính hæåíng âãún goïc tháúm æåït. * AÍnh hæåíng cuía âäü nhaïm bãö màût: - Âäü nhaïm bãö màût coï aính hæåíng låïn âãún täúc âäü tháúm æåït. Ta xem xeït aính hæåíng âoï nhæ thãú naìo? - Giaí sæí cho gioüt loíng tiãúp xuïc våïi bãö màût nhaïm vaì bãö màût nhàôn, goïc tháúm æåït biãøu kiãún âo âæåüc tæång æïng laì θf vaì θs vaì mäúi tæång quan giæîa chuïng âæåüc thiãút láûp bàòng phæång trçnh: cosθf = rf cosθs (8) (rf>1) 7
Trong âoï : rf: laì hãû säú âäü nhaïm hay tè lãû cuía diãûn têch tháût vaì diãûn têch chiãúu cuía bãö màût ràõn. - Nãúu trãn 1 bãö màût nhàôn θ 90o thç âäü nhaïm bãö màût seî laìm tàng θf lãn næîa vaì do váûy laìm giaím mæïc âäü tháúm æåït. - Âäü nhaïm cuía bãö màût váût liãûu daïn tàng → nàng læåüng bãö màût tæû do cuía nãön tàng → tàng bãö màût tiãúp xuïc giæîa caïc phán tæí váût liãûu daïn vaì keo daïn → tàng âäü bãön kãút dênh. 2.3. Nàng læåüng bãö màût tæû do vaì nàng læåüng bãö màût tæû do tiãúp xuïc - Bãö màût váût ràõn âæåüc chia laìm 2 loaûi: + Bãö màût nàng læåüng tháúp: nhæîng håüp cháút hæîu cå nhæ polyme coï nàng læåüng bãö màût tæû do 500 mJ/m2. 2.3.1. Bãö màût nàng læåüng tháúp a- Sæïc càng bãö màût tåïi haûn 8
- Zisman vaì caïc cäüng sæû cuía äng âaî âæa ra phæång phaïp gáön âuïng âáöu tiãn âãø âaïnh giaï nhæîng bãö màût nãön polyme coï nàng læåüng tháúp. - Äng cho ràòng âäúi våïi nhuîng nãön ràõn nàng læåüng tháúp vaì mäüt daîy cháút loíng thæåìng coï mäüt mäúi quan hãû tuyãún tênh giæîa cosθ (goïc tiãúp xuïc) vaì sæïc càng bãö màût cuía cháút loíng tháúm æåït νlv (Hçnh 2.3/24) - Tæì nhæîng khaío saït thæûc nghiãûm äng âæa ra khaïi niãûm sæïc càng bãö màût tháúm æåït tåïi haûn νc bàòng ngoaûi suy våïi giaï trë νlv tæång æïng khi cosθ =1 (θ =0o) - Do váûy νc laì sæïc càng bãö màût cuía cháút loíng tháúm æåït nãön hoaìn toaìn coï goïc tiãúp xuïc bàòng 0. - Tæì hçnh veî 2.3 ta tháúy Zisman âaî dæûa vaìo 1 daîy âäöng âàóng cháút loíng hoàûc khäng âäöng âàóng âãø khaío saït vaì veî âæåüc 1 âæåìng thàóng tæång quan. Âäúi våïi daîy khäng âäöng âàóng thç caïc âiãøm råi gáön âæåìng thàóng. - Dæûa vaìo mäúi quan hãû tuyãún tênh giæîa cosθ vaì νlv Zisman âaî âæa ra sæïc càng bãö màût tåïi haûn âãø âaïnh giaï vaì so saïnh khaí nàng tháúm æåït cuía mäüt säú bãö màût coï nàng læåüng tháúp. Baíng 2.3/26. - Tuy nhiãn Zisman âaî nháún maûnh ràòng νc khäng phaíi laì nàng læåüng bãö màût tæû do cuía váût liãûu nãön maì laì giaï trë gáön âuïng âãø âaïnh giaï. b- Phæång phaïp gáön âuïng Good-Girifalco - Giaí sæí ta coï 2 pha a vaì b tiãúp xuïc våïi nhau, nàng læåüng bãö màût tæû do tiãúp xuïc 2 pha a, b âæåüc xaïc âënh: νab = νa + νb - 2φ(νaνb)1/2 (9) νa, νb: nàng læåüng bãö màût tæû do cuía pha a vaì b. 9
φ: hãû säú phuû thuäüc læûc tæång taïc giæîa 2 pha åí bãö màût tiãúp xuïc. Maì ta laûi coï: νs = νsl + νlvcosθ + Hs (3) ⇒ νsl = νs + νlv - 2φ(νsνlv)1/2 ⇒ νs = νsl + νlv - 2φ(νsνl)1/2 + νlv cosθ + Hs ⇒ 2φ(νsνlv)1/2 = νlv(1 + cosθ) + Hs [ν lv (1 + cosθ ) + H s ] 2 νs = (10) 4φ 2ν lv - Âäúi våïi cháút loíng tháúm æåït hoaìn toaìn thç aïp læûc traíi Hs boí qua. ν lv (1 + cosθ ) 2 ⇒ νs = (11) 4φ 2 Khi θ = 0o ⇒ νc = φ2νs Tæì goïc tiãúp xuïc, sæïc càng bãö màût loíng φ ⇒ Xaïc âënh νs (11) vaì tæì (9) xaïc âënh νsl c- Phæång phaïp tênh täøng caïc læûc thaình pháön - Fowkes âaî âæa ra mäüt yï kiãún tæång tæû vãö nàng læåüng bãö màût tæû do tiãúp xuïc nhæng theo mäüt phæång phaïp gáön âuïng tæång âäúi khaïc. - Âáöu tiãn äng cho ràòng nàng læåüng bãö màût tæû do cuía 1 pha νa coï thãø âæåüc biãøu diãùn bàòng täøng caïc loaûi læûc thaình pháön khaïc nhau. Äng cho ràòng coï êt nháút laì 7 læûc thaình pháön nhæng Schults cho ràòng nàng læåüng bãö màût tæû do chè gäöm 2 thaình pháön læûc âoï laì læûc phán taïn vaì læûc phán cæûc: νa = νaD + νaP (12) νaD - Thaình pháön læûc phán taïn 10
νaP- Thaình pháön læûc phán cæûc. - Læûc phán taïn xuáút hiãûn do sæû chuyãøn âäüng electron bãn trong âäüc láûp våïi moment læåîng cæûc. Caïc loaûi læûc coìn laûi khäng phaíi læûc phán taïn laì læûc phán cæûc. - Fowkes âaî âãö nghë ràòng trung bçnh nhán cuía læûc phán taïn laì nàng læåüng tæång taïc åí bãö màût tiãúp xuïc taûo nãn båíi læûc phán taïn. - Âäúi våïi nhæîng læûc tæång taïc chè gäöm læûc phán taïn thç: νab = νa + νb - 2(νaDνbD)1/2 (13) - Khaïi niãûm naìy âæåüc måí räüng âäúi våïi hãû loíng - ràõn. νs = νsl + νlvcosθ + Hs ; νsl = νs + νlv Tæì (3) ( ) − ν lv + 2 ν sDν lv 1/ 2 D Hs ⇒ cosθ = − (14) ν lv ν lv νsD, νlvD laì thaình pháön læûc phán taïn âäúi våïi nàng læåüng bãö màût tæû do ràõn vaì loíng. - Sau âoï mäüt säú taïc giaí nhæ Owens, Wendt, Kaelble vaì Uyn âaî bäø sung thaình pháön læûc phán cæûc: νab = νa + νb - 2(νaDνbD)1/2 -2(νaPνbP)1/2 (15) Kãút håüp våïi (3) ta coï: ( ) ( ) 2 ν sDν lv 2 ν sPν lv 1/ 2 1/ 2 D P 1 + cosθ = + (16) ν lv ν lv - Bàòng mäüt säú phæång phaïp ngæåìi ta âaî xaïc âënh âæåüc νlv, νlvD vaì νlvP cuía mäüt säú cháút loíng vaì âãø xaïc âënh νs = νsD + νsP ta chè viãûc duìng 2 trong säú nhæîng cháút loíng âoï (baíng 2.4/ 30) vaì âo goïc tiãúp xuïc trãn nãön âoï. - Trãn cå såí naìy ngæåìi ta cuîng thu âæåüc νs cuía mäüt säú nãön (baíng 2.3/ 26). 2.3.2. Bãö màût nàng læåüng cao 11
- Schrader âaî tiãún haình thê nghiãûm xaïc âënh khaí nàng tháúm æåït cuía næåïc trãn âäöng, baûc vaì vaìng trong mäi træåìng chán khäng cao tháúy ràòng bãö màût kim loaûi saûch æa næåïc coï nghéa laì næåïc seî tæû traíi trãn caïc bãö màût âoï vaì goïc tháúm æåït bàòng 0. - Tuy nhiãn nãúu duìng phæång trçnh (3) vaì (13) âãø xaïc âënh νs = 243 mJ / m2 hoàûc låïn hån nhæ váûy sai khaïc so våïi giaï trë thæûc nghiãûm thu âæåüc trong baíng 2.5/ 33. Nhæ váûy coï khaí nàng laì: + νsD åí baíng 2.5 thu âæåüc khäng âuïng. + Phæång trçnh (13) sai. + Træåìng håüp âäúi våïi âäöng vaì baûc gioüt næåïc phaín æïng våïi bãö màût kim loaûi saûch taûo låïp oxyt. Låïp naìy coï giaï trë νsp cao do váûy laìm cho bãö màût tråí nãn æa næåïc.(tàng âäü phán cæûc) - Schrader cho ràòng khi bãö màût âäöng hoàûc baûc coï mäüt læåüng nhoí áøm thç seî coï khê hyâro thoaït ra. - Âãø xaïc âënh nàng læåüng bãö màût tæû do coï nàng læåüng cao thç coï nhiãöu phæång phaïp nhæ : + Xaïc âënh νs lyï thuyãút tæì nàng læåüng hoaï håi. + Duìng phæång phaïp chuûp aính phoïng xaû tia X. + Phæång phaïp kênh hiãøn vi âiãûn tæí queït. * Læu yï: Âäúi våïi bãö màût nàng læåüng cao ráút dãù bë nhiãùm báøn bãö màût nãn thæåìng âo goïc tiãúp xuïc trong mäi træåìng chán khäng, saûch. 2.4. Sæû âënh hæåïng åí bãö màût tiãúp xuïc 12
- Âãø âaût âæåüc tiãúp xuïc phán tæí täút åí bãö màût tiãúp xuïc, mäüt khêa caûnh khaïc cáön âæåüc xem xeït laì cáúu truïc cuía phán tæí keo daïn hoàûc keo nãön, khi noï âæåüc háúp phuû vaìo bãö màût nãön. - Cáúu truïc phán tæí cuía cháút bë háúp phuû laì mäüt trong nhiãöu thäng säú: baín cháút váût lyï vaì hoaï hoüc cuía cháút bë háúp phuû vaì bãö màût nãön, näöng âäü (haìm læåüng) vaì khäúi læåüng phán tæí cuía cháút bë háúp phuû, nhiãût âäü. . . - Nhæîng phán tæí coï khäúi læåüng phán tæí beï nhæ keo daïn (hoàûc keo nãön) monome hay oligome, seî háúp phuû åí cáúu hçnh thuáûn låüi nháút vãö màût nàng læåüng. - Âiãöu naìy coï thãø dáùn âãún sæû háúp phuû choün loüc mäüt cáúu truïc trong mäüt cäng thæïc âaî cho, cäng thæïc thæåìng gäöm mäüt häùn håüp nhæûa, cháút âoïng ràõn, xuïc taïc. . . - Nãúu keo coï khäúi læåüng phán tæí tæång âäúi låïn thç caïc phán tæí coï thãø âæåüc háúp phuû åí mäüt vaìi cáúu hçnh. Vê duû: - Sæû háúp phuû åí nhiãöu chäù cuía mäüt phán tæí. ÅÍ giæîa nhæîng chäù háúp phuû maûch polyme seî taûo nãn nhæîng “voìng thàõt” våïi nhæîng maûch polyme åí caïc âáöu âaûi phán tæí nhæ laì caïc âuäi. - Chiãöu daìi cuía “voìng thàõt” vaì âuäi vaì sæû âënh hæåïng cuía chuïng trãn bãö màût do nàng læåüng háúp phuû quyãút âënh. - ÅÍ nàng læåüng tháúp voìng thàõt vaì âuäi daìi, åí nàng læåüng cao, sæû dênh åí nhiãöu trãn phán tæí laìm cho voìng thàõt vaì âuäi nhoí do âoï laìm cho cáúu hçnh phàóng. - Silberberg cho ràòng nãúu sæû háúp phuû gäöm nhæîng biãún âäøi cáúu hçnh nhæ váûy thç noïi chung seî khäng laìm giaím khuynh hæåïng hçnh thaình tiãúp xuïc phán tæí chàût cheî nhæng seî laìm cháûm quaï trçnh nghéa laì âäüng hoüc seî thay âäøi. 13
- Nhæîng nghiãn cæïu ban âáöu cuía Schonnhorn cho ràòng caïc låïp âån phán tæí âæåüc âënh hæåïng nhæ axit stearic coï thãø duìng laìm keo ráút hæîu hiãûu trong viãûc daïn PE våïi nhäm. - Âäü bãön mäúi daïn thæåìng væåüt âäü bãön kãút dênh näüi cuía PE. Sæû háúp phuû nhiãöu låïp laìm giaím âäü bãön mäúi näúi khäng phaíi do sæû giaím kãút dênh cuía âån phán tæí våïi nãön maì laì do låïp tæång âäúi daìy coï âäü bãön kãút dênh näüi keïm vaì do váûy âoïng vai troì nhæ laì låïp liãn kãút yãúu. - Ngæåìi ta cuîng cho ràòng sæû háúp phuû hoïa hoüc cuîng xaíy ra âäúi våïi axit stearic trãn oxyt nhäm taûo thaình stearat nhäm. - ÅÍ bãö màût tiãúp xuïc coìn laûi, Wake giaí thiãút ràòng sæû khuyãúch taïn coï thãø xaíy ra åí bãö màût tiãúp xuïc giæîa nhæîng maûch alkan cuía stearat vaì polietylen. - Nhæîng nghiãn cæïu gáön âáy cuía Baszkin cho ràòng sæû âënh hæåïng åí bãö màût tiãúp xuïc coï thãø aính hæåíng âãún khaí nàng tháúm æåït vaì âäü bãön mäúi daïn âo âæåüc. - Vãö säú læåüng hoü xaïc âënh máût âäü nhæîng vë trê phán cæûc trãn nãön PE khi nãön bë oxy hoaï tàng dáön, sæí duûng phæång phaïp háúp phuû ion canxi phoïng xaû. . . - Hoü cho ràòng khi nhiãût âäü tàng âãún 80 - 85oC thç khaí nàng tháúm æåït giaím, do sæû tàng âäü linh âäüng cuía maûch dáùn âãún sæû phán bäú laûi nhæîng nhoïm phán cæûc trong toaìn thãø têch vaì máût âäü nhoïm phán cæûc trãn bãö màût coìn laûi phuû thuäüc vaìo baín cháút cháút loíng tiãúp xuïc våïi PE. - Sæû giaím caïc nhoïm phán cæûc åí nhiãût âäü cao phaín aïnh båíi sæû giaím âäü bãön mäúi näúi. 2.5. Khaí nàng aïp duûng vaìo cäng nghãû keo daïn 14
- Sharpe vaì Schänhrn âaî nháún maûnh táöm quan troüng cuía sæû tháúm æåït vaì âãö nghë ràòng mäüt trong nhæîng yãúu täú quan troüng aính hæåíng âãún âäü bãön mäúi daïn laì khaí nàng keo tæû traíi (tháúm æåït) trãn nãön khi mäúi näúi âæåüc hçnh thaình. - Hoü âæa ra tiãu chuáøn tæì phæång trçnh: νsv ≥ νsl + νlv (24) âäúi våïi træåìng håüp khi keo tæû traíi trãn nãön. - Bàòng caïch boí qua nàng læåüng bãö màût tæû do tiãúp xuïc vaì duìng khaïi niãûm sæïc càng bãö màût tåïi haûn cuía Zisman cho ràòng νc cuía keo phaíi beï hån cuía nãön. Vê duû tæì baíng 2.3 /26 ta tháúy: 1- Khi daïn nãön PE bàòng keo epoxy-amin thç âäü bãön mäúi näúi khäng cao. 2- Khi duìng keo PE noïng chaíy âãø daïn nãön ràõn epoxy-amin âoïng ràõn thç âäü bãön mäúi näúi cao. Âiãöu naìy âæåüc giaíi thêch: + Træåìng håüp 1 νc (cuía PE nãön) < νlv (keo epoxy-amin) do váûy sæû tháúm æåït coï giåïi haûn. + Træåìng håüp 2 νc (nãön epoxy-amin âoïng ràõn) > νlv (keo PE) do váûy tháúm æåït tæû xaíy ra vaì xaíy ra hoaìn toaìn. - Sharpe cho ràòng tiãu chuáøn quan troüng nháút laì keo loíng, linh âäüng coï goïc tiãúp xuïc nhoí hoàûc bàòng 0. Nhæîng keo nhæ váûy seî tháúm æåït täút, chaíy vaìo caïc khe vaì âaût sæû tiãúp xuïc åí bãö màût tiãúp xuïc täút êt coï træåìng håüp taûo läù träúng laì nguyãn nhán cuía sæû yãúu âi cuía mäúi näúi. 15
- Nhæîng nghiãn cæïu sau âoï âaî âæa ra ràòng mäüt yãu cáöu næîa laì nàng læåüng bãö màût tæû do tiãúp xuïc νsl caìng nhoí caìng täút. - Tuy nhiãn Huntberger laûi cho ràòng nhæîng tiãu chuáøn trãn laì khäng âuïng. Phaíi xem xeït nàng læåüng tæû do (WF) thay âäøi khi taûo thaình âån vë diãûn têch bãö màût tiãúp xuïc: WF = νsl - νsv - νlv (2.23) νsv = νsl + νlvcosθ (1) cosθf = rf cosθs (8) Tæì (1), (8) vaì (2.23) ta coï: Wf = - νlv (1 + rf cosθs) (2.24) - Tæì (2.24) cho tháúy ràòng sæû giaím nàng læåüng tæû do âäöng thåìi våïi quaï trçnh tháúm æåït trong táút caí caïc træåìng håüp ngoaûi træì khi rf cosθs < -1. - Do váûy, Huntberger kãút luáûn ràòng âäúi våïi háöu hãút caïc hãû keo trong thæûc tãú, khi keo daïn coï goïc tiãúp xuïc < 90o (cosθs > 0) thç cán bàòng nhiãût âäüng seî tæång æïng våïi traûng thaïi tháúm æåït hoaìn toaìn. - Tuy nhiãn âiãöu naìy âuïng våïi træåìng håüp vuìng tiãúp xuïc bãö màût âæåüc taûo thaình thç keo daïn seî khäng tæû traíi vaì tháúm æåït hoaìn toaìn váût liãûu nãön nãúu giaï trë goïc tiãúp xuïc > 0o. Giaï trë goïc tiãúp xuïc beï thæåìng keìm theo täúc âäü traìn cæûc âaûi. - Nhæîng thaío luáûn trãn nháún maûnh táöm quan troüng cuía sæû tháúm æåït nhæ laì quaï trçnh âäüng hoüc. Âäüng hoüc tháúm æåït laì yãúu täú quyãút âënh. - Goïc tiãúp xuïc caìng beï thç täúc âäü traíi caìng cao vaì tháúm æåït caìng täút. 2.6. Âäüng hoüc tháúm æåït 16
- Hiãûn nay tháúm æåït âæåüc xem xeït theo quan âiãøm nhiãût âäüng nhæng âäüng hoüc tháúm æåït cuîng laì yãúu täú quan troüng. - Màûc duì nhiãût âäüng coï thãø biãøu thë sæû hçnh thaình sæû tiãúp xuïc phán tæí täút, âüng hoüc tháúm æåït coï thãø laì yãúu täú xaïc âënh. 2.6.1. Gradien sæïc càng bãö màût - Bascom âaî duìng kênh hiãøn vi giao thoa vaì aïnh saïng phán cæûc vaì cho tháúy nãúu goïc tiãúp xuïc bàòng khäng, gradien sæïc càng bãö màût coï thãø täön taûi træåïc khi traíi âiãöu naìy häù tråü hoàûc caín tråí sæû traíi, noï phuû thuäüc vaìo hæåïng cuía chuïng. - Gradien sæïc càng bãö màût naìy xuáút hiãûn tæì gradient nhiãût hoàûc trong træåìng håüp cháút loíng coï chæïa thaình pháön dãù bay håi coï nàng læåüng bãö màût tæû do khaïc nhau nhæ vãút báøn (taûp cháút). - Chuïng coï thãø xuáút hiãûn tæì gradient näöng âäü. AÍnh hæåíng naìy âæåüc minh hoüa åí hçnh 2.5/40. - ÅÍ meïp keïo daìi coï mäüt låïp så cáúp (mäüt trong hai låïp âån phán tæí), tiãúp theo laì vuìng chuyãøn tiãúp trong âoï gradient nhiãût âäü, hay näöng âäü taûo nãn sæû chaíy bãö màût keïo låïp cháút loíng (nàòm dæåïi) âi xuäúng. - Täúc âäü chaíy trong vuìng chuyãøn tiãúp coï thãø væåüt täúc âäü chaíy do troüng læûc trong låïp thæï cáúp daìy hån nhiãöu do váûy hçnh thaình nãön cháút loíng. - Täúc âäü traíi taûo nãn do aính hæåíng cuía gradient tæång âäúi tháúp: thæåìng ≈ 0,1 µm/s âäúi våïi polyizobutylen chaíy trãn theïp âaïnh boïng. 2.6.2. Goïc tiãúp xuïc âäüng hoüc 17
- Khi keo daïn âæåüc gia cäng trãn bãö màût váût liãûu nãön, noï thæåìng âæåüc traíi qua bãö màût váût liãûu nhåì aïp læûc. - Nãúu mäüt cháút loíng coï âäü nhåït låïn hån 10 cp, âæåüc eïp nhanh qua mäüt bãö màût váût nãön ràõn thç cháút loíng gáön bãö màût khäng thãø tháúm æåït. - Âiãöu naìy dáùn âãún goïc tiãúp xuïc âäüng hoüc θd låïn hån giaï trë cán bàòng vaì âäúi våïi cháút loíng coï âäü nhåït trong giåïi haûn 10 âãún 1000 cp goïc âäüng hoüc âæåüc mä taí båíi phæång trçnh Fritz: n ⎛ ην ⎞ tangθd= m. ⎜ s ⎟ ⎜ν ⎟ ⎝ lv ⎠ η: âäü nhåït νs: täúc âäü m, n: hàòng säú. Hçnh 2.6/ 41 tênh toaïn giaï trë θd âæåüc veî theo âäü nhåït η, täúc âäü traíi 100 mm/s, nàng læåüng bãö màût cháút loíng νlv= 30 mJ/m2. - Do váûy dæåïi âiãöu kiãûn naìy mæïc âäü tháúm æåït roî raìng bë haûn chãú hån, coï thãø tiãn âoaïn tæì pheïp âo goïc tiãúp xuïc âån giaín åí pháön 2.3.2. 2.6.3. AÍnh hæåíng cuía âäü nhaïm bãö màût - Âäü nhaïm bãö màût cuîng coï thãø aính hæåíng âãún âäüng hoüc tháúm æåït. - Træåïc hãút mäüt cháút loíng taûo goïc tiãúp xuïc våïi bãö màût váût ràõn nhoí hån 90o coï thãø traíi doüc theo caïc läù räùng nhoí, keî næït vaì chäù khäng âäöng nháút khaïc taûo nãn båíi caïc mao quaín. - Màûc duì noï seî khäng tæû tháúm æåït bãö màût phàóng. Bascom cho ràòng vãút næït trãn bãö màût khäng âãöu coï thãø laìm tàng täúc âäü traíi cuía mäüt vaìi cháút loíng âãún 50% vaì 18
nhæîng mao quaín måí ra bãn ngoaìi âæåüc láúp âáöy træåïc hãút do sæû tháúm æåït nhåì phán taïn låïp så cáúp. - Cottington cuîng quan saït tháúy kãút quaí tæång tæû nhæ váûy. - Cheever nghiãn cæïu maìng chuyãøn hoïa photphat keîm vaì xem xeït vãö màût lyï thuyãút nhæ laì mäüt mao quaín trong âoï caïc mao quaín bao gäöm caïc âæåìng càõt. - Mäüt mä hçnh toaïn hoüc vaì váût lyï biãún âäøi tæì phæång trçnh Poiseuille mä taí âáöy âuí sæû chaíy cuía cháút loíng trãn váût liãûu nãön theïp xæí lyï photphat keîm vaì âæa ra aïp suáút mao dáùn âæåüc sinh ra trong maìng photphat keîm khoaíng 0,7 MPa. - Tuy nhiãn täúc âäü traíi tæì aính hæåíng naìy vaì gradient sæïc càng bãö màût khäng cao vaì coï thãø bë che khuáút khi mäüt keo daïn loíng âæåüc eïp traíi qua mäüt bãö màût. - Bascom vaì Patrick cho ràòng aính hæåíng naìy coï thãø âoïng mäüt vai troì trong sæû phán phäúi keo daïn sau khi gia cäng luïc âáöu. Chæång 3 CAÏC LYÏ THUYÃÚT KÃÚT DÊNH 3.1. Måí âáöu - Xem xeït mäüt vaìi hæåïng gäöm sæû âaût âæåüc tiãúp xuïc phán tæí täút åí bãö màût tiãúp xuïc phán tæí phán tæí täút åí bãö màût tiãúp xuïc keo / váût liãûu nãön. - Âaût âæåüc tiãúp xuïc bãö màût nhæ váûy laì giai âoaûn cáön thiãút nháút trong viãûc taûo thaình mäúi daïn äøn âënh vaì bãön. - Tiãúp theo laì sæû sinh ra læûc kãút dênh näüi qua bãö màût tiãúp xuïc, baín cháút vaì sæû tàng cuía caïc læûc naìy laì cæûc kyì quan troüng. 19