+86-0571-83175630
[email protected]
پلیاتر اصلاحشده با سیلان، که معمولاً چسب پلیمری MS نامیده میشود، یک الاستومری مقاوم در برابر رطوبت است که بر روی یک ستون فقرات پلیاتری انعطافپذیر ساخته شده است که با گروههای سیلان فعال پوشیده شده است. شیشه و فلز را به راحتی به هم متصل می کند و اغلب بدون پرایمر به شکست منسجمی دست می یابد، اما با وجود این پلاستیک ها که دارای گروه های عملکردی قطبی هستند، همان فرمول اغلب در ترکیبات PC، ABS، و PC/ABS ضعیف عمل می کند.
دو مکانیسم عملکرد قوی روی شیشه و فلز را توضیح می دهند و درک آنها کلید درک کمبود PC/ABS است.
شیشه انرژی سطحی در حدود 60 تا 70 میلی ژول بر متر را حمل می کند 2 و آلومینیوم آنودایز شده در حدود 45 تا 60 میلی ژول بر متر 2 ، هر دو بسیار بالاتر از کشش سطحی چسب پلیمری MS هستند. ترمودینامیک خیس شدن حکم می کند که وقتی کشش سطحی چسب کمتر از کشش سطح بحرانی یک بستر است، چسب به طور کامل پخش می شود و به تماس در سطح مولکولی دست می یابد که پیش شرط چسبندگی واقعی است.
سطوح شیشه ای غنی از گروه های سیلانول (Si-OH) هستند و سطوح فلزی دارای یک لایه اکسید هیدراته با هیدروکسیل های فراوان هستند. گروههای انتهایی سیلان چسب پلیمری MS در طول پخت به گروههای سیلانول هیدرولیز میشوند که پیوندهای هیدروژنی قوی با این هیدروکسیلهای سطحی تشکیل میدهند، سپس بیشتر به پیوندهای کووالانسی Si-O-M متراکم میشوند. این ترکیب لنگر فیزیکی و پیوند شیمیایی چیزی است که چسبندگی بادوام را ارائه می دهد.
PC و ABS پلاستیک های کلاسیک کم انرژی مانند پلی پروپیلن نیستند، با این حال چسب پلیمری MS همچنان آنها را ضعیف می چسباند. چهار عامل سطح رابط دلیل را توضیح می دهند.
پلی کربنات استاندارد بیسفنول A حاوی گروه های کربنات قطبی (-O-CO-O-) است، اما آنها درون یک ستون فقرات معطر سفت و سخت قرار می گیرند. بر خلاف گروههای سیلانول آزادانه روی شیشه، گروههای کربنات PC با حلقههای بنزن حجیم و ساختارهای ایزوپروپیلیدین محافظت میشوند، که تشکیل یک شبکه پیوند هیدروژنی موثر با گروههای سیلانول در چسب پلیمری MS را برای آنها سخت میکند.
ABS یک کوپلیمر سه مونومر از اکریلونیتریل، بوتادین و استایرن است. فاز بوتادین به ABS چقرمگی ضربه می دهد اما خود لاستیک غیر قطبی است که به سمت سطح حرکت می کند و انرژی کلی سطح را کاهش می دهد، در حالی که جزء استایرن قطبی ضعیفی دارد. آنها با هم شیمی سطحی ناهمواری ایجاد می کنند، بنابراین رفتار خیس شدن و چسبندگی چسب از نقطه ای به نقطه دیگر در همان قسمت متفاوت است.
اتصال قابل اعتماد به چسب پلیمری MS به تشکیل پیوند کووالانسی، نحوه متراکم شدن هیدروکسیل های شیشه و فلز با گروه های سیلانول بستگی دارد. سطوح PC/ABS فاقد سایتهای واکنشی معادل هستند. گروه کربنات PC می تواند با سیلان برهمکنش ضعیفی داشته باشد، اما برای تشکیل یک پیوند متقابل شیمیایی پایدار کافی نیست.
قطعات PC/ABS معمولاً قالبگیری تزریقی میشوند و عوامل آزادکننده قالب و روانکنندهها در طول پردازش به سطح قطعه مهاجرت میکنند و یک لایه آلودگی فوقالعاده نازک را تشکیل میدهند. این لایه انرژی سطح را کاهش می دهد و تماس مستقیم بین چسب و بستر حجیم را مسدود می کند و استحکام باند را بیشتر تضعیف می کند.
سازندگان برجسته بینالمللی چسب سالها را صرف توسعه تعمیرات ثبت اختراع برای چسب پلیمری MS روی پلاستیکهای مهندسی کردهاند. دو پتنت سیکا وضعیت فعلی هنر را نشان می دهد.
| ثبت اختراع | رویکرد اصلی | جزئیات کلیدی |
| EP 3684872B1 | نرم کننده دوگانه آمینوسیلان پلاس پلیمری | آمینوسیلان S1 مونومر/الیگومر (4.5 تا 14.5 درصد نیتروژن) و الیگومریک آمینوسیلان S2 (15 تا 20 درصد نیتروژن)، هر کدام در 0.5 تا 2.5 درصد فرمولاسیون، همراه با 15 تا 35 درصد نرم کننده پلیمری |
| ایالات متحده 9708517 | اتوکسی مرکاپتوسیلان برای اتصال بدون پرایمر | 3- مرکاپتوپروپیل تری اتوکسی سیلان جفت شده با کاتالیزورهای تیتانات، زیرکونات یا آلومینات مانند تترابوتیل تیتانات، به علاوه یک پروموتر پایه گوانیدین یا ایمیدازول |
افزودن تنها 1 درصد 3-مرکاپتوپروپیل تری اتوکسی سیلان به همراه کاتالیزور تیتانات Tyzor IBAY استحکام باند را روی پلاستیک هایی مانند PVC افزایش داد و این بهبود از طریق پیری گرمای مرطوب و قرار گرفتن در معرض آب جوش ادامه یافت.
در فرمول EP 3684872B1، گروههای عامل آمینو آمینوسیلانهای S1 و S2 از طریق مسیرهای واکنش جداگانه به سطح بستر پیوند میدهند، در حالی که گروههای آلکوکسی آنها با گروههای سیلان انتهایی ستون فقرات پلیمری MS در طول پخت، واکنش شیمیایی میدهند و از نظر شیمیایی چسب را به زیرلایه متصل میکنند. نرمکننده پلیمری، یک پلیمر مایع با وزن مولکولی بالا به جای یک افزودنی مولکولی کوچک، انعطافپذیری و انسجام را بهبود میبخشد و در عین حال رفتار خیس شدن را بر روی بسترهای چسبنده سخت تنظیم میکند و باعث گسترش بین سطحی بین زنجیرههای چسب و پلاستیک میشود. همین فرمول فراتر از ABS عمل می کند و به پلی اولفین هایی مانند PP و PE، لاستیک EPDM، PMMA و پوشش های PVDF گسترش می یابد.
در رویکرد 9708517 ایالات متحده، گروه تیول (-SH) در اتوکسی مرکاپتوسیلان بسیار واکنش پذیر است و میل ترکیبی قوی برای سطوح فلزی و پلاستیکی دارد و یک پل شیمیایی سخت بین چسب و بستر ایجاد می کند. کاتالیزور هیدرولیز و تراکم سیلان را تسریع می کند، در حالی که پروموتر اصلی واکنش سطحی را بیشتر به جلو هدایت می کند.
هر دو مسیر ثبت اختراع مبتنی بر سیلان به عوامل جفت کننده سیلانی گران قیمت متکی هستند که هزینه چسب پلیمر MS را افزایش می دهد و همچنان سقف عملکردی باقی می گذارد. راه حل اساسی تر این است که خود رزین MS را اصلاح کنید. شرکت Kaneka ژاپن، تولید کننده اصلی رزین MS، رزین پایه MS را با رزین MS اصلاح شده با اکریلیک از رزین های سیلان هیبریدی سری MA ترکیب می کند. بخشهای اکریلیک واحدهای قطبی کربونیل و استر را معرفی میکنند که جاذبه بین مولکولی را با گروههای قطبی خود PC/ABS افزایش میدهند و میل سطحی را در منبع رزین بهبود میبخشند.
رزین رده بالای MS مدتهاست که تحت تسلط بازیگران بینالمللی مانند Kaneka و Wacker Chemie آلمان بوده است، که قیمتها را بالا نگه داشته و تولیدکنندگان چسب چینی را در طول دورههای بیثباتی جهانی در معرض خطر زنجیره تامین قرار داده است.
Nanjing Tsingqi New Materials Technology Co.، با مسئولیت محدود پلت فرم رزین MS خود را ساخته است، سری TSINGO، و اخیراً یک رزین جدید سری HP که به طور خاص برای چسبندگی قوی به بسترهای PC، ABS و PC/ABS طراحی شده است، برای بازار خودرو در چین در حال رشد راه اندازی کرده است. پانل های آزمایشی با استفاده از این رزین شکست چسبنده (CF) را نشان دادند، همان حالت شکست مرتبط با پیوندهای قوی چسب پلیمری MS که روی شیشه و فلز به دست می آورد.
Nanjing Tsingqi New Materials سری رزین پلی اتر اصلاح شده با سیلان TSINGO SMP خود را در نمایشگاه بین المللی چسب و درزگیر شانگهای از 15 تا 17 سپتامبر 2026 ارائه خواهد کرد، جایی که بازدیدکنندگان می توانند در مورد خط رزین اطلاعات بیشتری کسب کنند و نمونه های رایگان درخواست کنند.
دشواری اتصال چسب پلیمری MS به PC/ABS به سه عامل متقابل در علم رابط مربوط می شود: ترشوندگی، سازگاری شیمیایی، و واکنش پذیری سطحی. مسیرهای ثبت اختراع مبتنی بر افزودنی با استفاده از آمینوسیلان ها یا مرکاپتوسیلان ها می توانند بخشی از شکاف را ببندند، اما اصلاح سطح رزین مشکل سازگاری را در منبع آن برطرف می کند. انتخاب یک رزین MS داخلی توانا، هم راهی است که از سقف عملکرد گذشته است و هم گامی به سوی زنجیره تامین ایمن تر و متکی به خود.
چسب پلیمری استاندارد MS به طور کلی نمی تواند بدون کمک به چسبندگی طولانی مدت قابل اعتماد به PC/ABS دست یابد. عملکرد بدون پرایمر نیاز به تغییرات فرمولاسیون دارد، مانند سیستم مرکاپتوسیلان و کاتالیزور در ثبت اختراع 9708517 ایالات متحده، یا رزین مهندسی شده برای این بسترها.
هر دو سخت هستند اما به دلایل مختلف. گروههای کربنات قطبی PC بهطور فضایی درون یک ستون فقرات آروماتیک سفت و سخت محافظت میشوند، در حالی که شیمی سطح ABS ناهموار است زیرا فاز بوتادین غیرقطبی آن به سمت سطح مهاجرت میکند.
بر خلاف نرم کننده های مولکولی کوچک، نرم کننده های پلیمری با وزن مولکولی بالا رفتار خیس شدن چسب را بر روی سطوح با میل ترکیبی کم تنظیم می کنند و باعث گسترش بین زنجیره های چسب و بستر پلاستیکی می شوند و به جای نرم کردن چسب خشک شده، پیوند سطحی را تقویت می کنند.
عوامل آزاد کننده قالب و روان کننده های مورد استفاده در قالب گیری تزریقی به سطح قطعه مهاجرت می کنند و یک لایه آلودگی نازک تشکیل می دهند که انرژی سطح را کاهش می دهد و تماس مستقیم بین چسب و زیرلایه را مسدود می کند.