包裝盒定制生產(chǎn)中影響粘合強(qiáng)度的因素

(1)高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量及結(jié)構(gòu)的影響。
高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量較小時(shí),黏度較小,粘附性能較好。但內(nèi)聚力較小,黏結(jié)強(qiáng)度較小。當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量過(guò)大時(shí),黏度較高,粘附性能較差。所以,一種黏合劑的相對(duì)分子質(zhì)量必須在特定的范圍內(nèi),才能具有較好的粘附性能和內(nèi)聚強(qiáng)度。

高分子化合物的分子結(jié)構(gòu)與黏結(jié)強(qiáng)度的關(guān)系很大。含有極性基團(tuán)的黏合劑對(duì)極性材料的黏結(jié)強(qiáng)度大,而對(duì)非極性材料的黏結(jié)強(qiáng)度較小。

(2)黏結(jié)面內(nèi)應(yīng)力的影響?zhàn)そY(jié)面內(nèi)應(yīng)力會(huì)極大地減小黏結(jié)強(qiáng)度,甚至?xí)?/span>導(dǎo)致接縫自動(dòng)脫開(kāi)。

造成黏結(jié)界面內(nèi)應(yīng)力的因素有4項(xiàng)：

①相變化

黏合劑是液態(tài),要牢固黏結(jié)必須固化。很多黏合劑固化后會(huì)產(chǎn)生體積收縮現(xiàn)象,這是黏結(jié)界面產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的原因之一。在黏合劑中加入體積變化小的填料,降低黏合劑中反應(yīng)基團(tuán)的密度和改進(jìn)固化工藝(如采用分段升溫和逐步冷卻工藝)等方法,都能有效地減小相變化時(shí)體積減小造成的內(nèi)應(yīng)力。由于黏合劑和被黏結(jié)物的熱膨脹系數(shù)不同,溫度變化會(huì)在界面上造成

②熱膨脹內(nèi)應(yīng)力。
這種內(nèi)應(yīng)力的大小與黏合劑和被黏結(jié)物的熱膨脹系數(shù)差別的大小、溫度變化的大小和被黏結(jié)物的剛性大小有關(guān)。黏合劑和被黏結(jié)物的熱膨脹系數(shù)差別愈大、溫度變化愈大和被黏結(jié)物的剛性愈大,造成的內(nèi)應(yīng)力愈大。在用有機(jī)黏合劑黏結(jié)無(wú)機(jī)材料時(shí),加入無(wú)機(jī)填料,縮小熱膨脹系數(shù)的差別,可以減小熱膨脹造成的內(nèi)應(yīng)力。在大面積黏結(jié)時(shí),采用點(diǎn)、條式涂膠,也可以減小內(nèi)應(yīng)力。

③組成改變

黏合劑與被黏結(jié)物的含水量會(huì)隨空氣濕度的變化而改變。有些材料會(huì)因含水量的改變引起體積的變化,產(chǎn)生黏結(jié)面的內(nèi)應(yīng)力。黏合劑中可溶性組分的遷移、溶劑和增塑劑的揮發(fā)等都會(huì)造成黏合劑組成的改變。此外,熱性黏合劑的固化、橡膠類(lèi)黏合劑的硫化等,也造成組分的改變和體積的收縮,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力

④被黏結(jié)物的影響

被黏結(jié)物的性質(zhì)以及表面狀況對(duì)黏結(jié)強(qiáng)度影響很大。極性材料一般要選用極性黏合劑,黏結(jié)非極性材料選用非極性黏合劑。但是,也有例外,在具體的黏結(jié)實(shí)踐中要小心。具曲下,內(nèi)熱固性塑料不能用熱焊和溶劑黏結(jié),只能用黏合劑黏結(jié)。但是,聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等非極性塑料,常常要用電火花處理表面后再黏結(jié)。有增塑劑的熱塑性塑料比較難黏結(jié)。多孔性材料用黏合劑的量較大。纖維素類(lèi)材料用的黏合劑的PH值不能太低,否則在酸的作用下會(huì)分解,降低黏結(jié)強(qiáng)度。黏結(jié)金屬材料時(shí),隨金屬原子體積的增大,黏結(jié)強(qiáng)度降低。

(4)黏結(jié)工藝的影響。
黏結(jié)一般要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟。

①黏合劑的配制。

②被黏結(jié)物表面的處理。

③涂膠。

④晾置

⑤搭接、固化。

⑥性能檢測(cè)。

上述每一步驟的操作對(duì)黏結(jié)強(qiáng)度都有較大的影響。黏合劑配制時(shí),成品的濃度、黏度、密度、pH值等都要符合規(guī)程的要求。聚乙烯、聚丙烯用薄膜電暈等方法進(jìn)行表面處理后要及時(shí)黏結(jié)。黏結(jié)時(shí)的溫度、壓力、加壓時(shí)間、施膠方法、搭接寬度、膠層厚度、涂膠后晾置的時(shí)間、固化溫度等對(duì)黏結(jié)強(qiáng)度均有影響。人們往往認(rèn)為,黏合劑層越厚,黏結(jié)越牢。但同時(shí),隨著黏合劑層的增厚,內(nèi)應(yīng)力增大。所以,在均勻涂敷的前提下,黏合劑層愈薄,黏結(jié)強(qiáng)度愈大。

(5)弱界面層

黏合劑、被黏結(jié)物和環(huán)境中含有的低相對(duì)分子質(zhì)量的化合物或雜質(zhì)由于熱運(yùn)動(dòng)或界面吸附等原因,富集在黏結(jié)界面,形成弱界面層。弱界面層極大地降低了黏結(jié)強(qiáng)度。

例如,聚乙烯與鋁黏結(jié)時(shí),聚乙烯中含有0.1%的油酸,就會(huì)使黏結(jié)強(qiáng)度顯著下降。油酸含量達(dá)到1%時(shí),黏結(jié)強(qiáng)度為零。一些增塑劑和黏合劑互溶性很好,不會(huì)析出形成弱界面層。無(wú)機(jī)填料能和聚合物緊密混合在一起,也不會(huì)形成弱界面層。

(6)水分和其他雜質(zhì)的影響

水分在黏結(jié)的兩個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生有害的影響。一是在施工時(shí),材料表面吸附的水分妨礙黏合劑在材料表面的浸潤(rùn),導(dǎo)致黏結(jié)強(qiáng)度下降。特別是在對(duì)具有高表面能的材料的黏結(jié)施工中,需要加熱到40℃以上才能驅(qū)走全部吸附的水分。這在包裝材料的黏結(jié)施工中很難做到。因此,水分在包裝材料的黏結(jié)中危害很大。二是在黏結(jié)后,環(huán)境中的水分會(huì)被黏合劑和被黏結(jié)的材料慢慢地吸收,并遷移到界面形成弱界面。食品、藥品等與黏結(jié)物品接觸的介質(zhì)所含的水分對(duì)黏結(jié)強(qiáng)度的有害影響與水分類(lèi)似。

(7)各種老化作用的影響

熱對(duì)黏結(jié)強(qiáng)度的影響有兩種情況。一是屬于物理變化。受熱使膠層軟化,熔融。這類(lèi)變化是可逆的,冷卻后可以基本復(fù)原。二是受熱引起氧化分解。受熱時(shí),促進(jìn)氧分子與黏合劑分子作用生成過(guò)氧化物,過(guò)氧化物再分解生成游離基,引發(fā)游離基鏈?zhǔn)椒纸夥磻?yīng),導(dǎo)致黏結(jié)層的老化破壞。這種破壞稱(chēng)為熱老化?？諝庵械乃魵夂脱鯕饽茉陴ず蟿┡c金屬的黏結(jié)面引起電化銹蝕,腐蝕金屬表面,使黏結(jié)縫脫開(kāi)。疏水的黏合劑和與金屬表面能形成化學(xué)鍵的黏合劑可以保護(hù)金屬表面防止這種銹蝕。

黏結(jié)件在靜態(tài)負(fù)荷的作用下,黏結(jié)層分子發(fā)生蠕變導(dǎo)致黏合劑層或被黏結(jié)界面產(chǎn)生裂紋和破壞。這種破壞作用稱(chēng)為靜態(tài)應(yīng)力老化。負(fù)荷愈大,環(huán)境溫度愈高,這種老化過(guò)程愈快。黏結(jié)件在動(dòng)態(tài)負(fù)荷的作用下,引起升溫和斷裂。這種破壞作用稱(chēng)為動(dòng)態(tài)應(yīng)力老化。負(fù)荷愈大,環(huán)境溫度愈高,這種老化過(guò)程愈快。動(dòng)態(tài)應(yīng)力老化的破壞作用比靜態(tài)應(yīng)力老化嚴(yán)重得多。