TPE包膠不牢固的原因,簡(jiǎn)言之,一是材料沒選對(duì)(配混體系相容性及流動(dòng)性);二是包覆成型所需的溫度沒有控制好!
按照哲學(xué)的觀點(diǎn),內(nèi)因是指事物發(fā)展變化的內(nèi)在原因,即內(nèi)部根據(jù);外因是指事物發(fā)展變化的外部原因,即外部條件。 TPE包膠效果好壞,也有內(nèi)因和外因兩大因素。
1.
TPE與被包膠材料的極性和相容性
理論基礎(chǔ)
這是包膠粘結(jié)有效的內(nèi)部根據(jù)所在。根據(jù)相似相溶及流體溶解度參數(shù)(SP)原理,TPE與被包覆材料應(yīng)有接近的極性及良好的相容性,包覆成型才有可能順利實(shí)現(xiàn)。
延伸內(nèi)容:掌握溶解度參數(shù),就是掌握了不同聚合物之間的相容程度,為能否成功并用提供依據(jù)。兩種高分子材料的溶解度參數(shù)越相近,則共混效果越好。如果兩者的差值超過(guò)了0.5,則一般難以共混均勻,需要增加增溶劑才可以。增溶劑的作用是降低兩相的表面張力,使得界面處的表面被激化,從而提高相容的程度。增溶劑往往是一種聚合物,起到橋梁中介的作用。
另外,在設(shè)計(jì)配方的時(shí)候,為某種膠選擇液態(tài)助劑的時(shí)候也必須考慮雙方的SP是否接近,以保證各組分分散均勻。
實(shí)際分析
TPE(SEBS基礎(chǔ))與PP,TPR(SBS基礎(chǔ))與PS,材料本身具有良好的相容性和接近的極性,配混體系無(wú)需添加相容劑或極性改性劑;
TPE與PC,ABS,PA,PE等塑料極性有一定差距,相容性較差。通過(guò)在配混體系中加相容劑,可以提升TPE與PC,ABS,PC等的包膠粘結(jié)效果。
POM材料內(nèi)聚能密度大,溶解度參數(shù)與TPE相差很大,同時(shí)POM具有很大的表面張力。目前包括國(guó)內(nèi)TPE在內(nèi)的絕大多數(shù)的TPE配混體系都不能有效縮小TPE與POM的極性差,以及降低POM材料的表面張力。(筆者愚見,TPE配混體系中能否引入一種帶堿性的物質(zhì),因?yàn)镻OM遇堿性物質(zhì)會(huì)被腐蝕)。也能理解,為什么TPE包膠POM,成為業(yè)內(nèi)難以解決的技術(shù)性難題。
2.TPE與被包覆材料粘結(jié)所需溫度
理論基礎(chǔ)
材料的表面張力,相容性只有在液體或熔融狀態(tài)才有意義。在包覆成型時(shí),必須提供足夠的成型溫度,具備包覆性能的TPE材料才能起到應(yīng)有的包覆效果。若溫度過(guò)低,材料沒法在兩相界面發(fā)生相容(熔蝕以及相結(jié)構(gòu)甚至分子層面的相互滲透)以及化學(xué)作用,沒法對(duì)兩相表面張力做任何改變,那么,包覆成型相無(wú)法取得好的效果。
實(shí)際分析
TPE與PP,TPR與PS,本身具有良好的相容性,以及TPE與ABS、PC、PA等,由于有相容劑的添加,只需要足夠的包覆成型溫度,為兩種材料在接觸界面發(fā)生相容結(jié)合提供需要的能量即可。
即便我們采用預(yù)期的包覆成型溫度,但有些時(shí)候,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(如包覆面大?。?、包覆流長(zhǎng)比、材料流動(dòng)性等,會(huì)延長(zhǎng)TPE熔體在模腔內(nèi)流動(dòng)充填時(shí)間,致使TPE熔體的溫度會(huì)明顯下降,這對(duì)包覆成型是不利的。因此,對(duì)于不同的包覆產(chǎn)品結(jié)構(gòu),選擇不同的TPE材料(流動(dòng)性),設(shè)計(jì)合適的產(chǎn)品澆口(流長(zhǎng)比)等是很必要的。
對(duì)于尼龍類材料,由于不同原材料及改性材料的熔點(diǎn)差別較大,為保證TPE與尼龍兩相界面相容的有效進(jìn)行,應(yīng)選擇熔點(diǎn)接近的TPE和尼龍材料做匹配,一般TPE熔點(diǎn)比尼龍材料稍低5~10℃為好。另外對(duì)于包膠模具,應(yīng)對(duì)尼龍件進(jìn)行預(yù)烘烤,提升尼龍件的表面溫度,保證包覆成型有足夠的兩相界面溫度,以獲得良好的包覆粘結(jié)效果。建議,烘烤溫度130~140℃,烘烤時(shí)間3~4小時(shí)。