Жесткая экструзия, прерывистый поток шариков и неравномерность шариков не всегда являются следствием высокой вязкости. Загрузка наполнителя, состояние частиц, смачивание и дисперсия, а также тиксотропная структура влияют на выдавливание герметика. Регулирование соответствия между наполнителем и добавками может улучшить состояние нанесения смеси.
Введение
В реальных условиях состояние экструзии герметика напрямую влияет на ощущение работы и форму валика. Некоторые продукты при испытаниях показывают вязкость в пределах нормального диапазона, однако после загрузки в пистолет для уплотнения они выдавливаются с усилием, растекаются прерывисто или даже образуют шарик изменяющейся толщины.
О таких проблемах часто нельзя судить только по вязкости. Герметик представляет собой высоконаполненную систему, и взаимодействие между наполнителем, базовым полимером и добавками определяет, как соединение течет под действием сдвига.
Почему экструзия становится трудной
Наполнительная система Герметики обычно содержат много неорганических наполнителей, а их тип, размер частиц и загрузка влияют на внутреннюю структуру. Когда частицы сильно взаимодействуют, соединение в состоянии покоя демонстрирует выраженную структуру, и для того, чтобы оно растеклось во время нанесения, требуется больше силы.
Смачивание наполнителя Если связь между наполнителем и базовым полимером не идеальна, в частицах возникает сильное внутреннее трение, и компаунд испытывает более высокое сопротивление при экструзии.
Дисперсия наполнителя Частицы, не полностью диспергированные, образуют крупные агломераты. Общая измеренная вязкость может выглядеть нормальной, но местное сопротивление во время экструзии может привести к прерыванию потока.
Тиксотропная структура и ощущение экструзии
Герметику обычно требуется определенная тиксотропность, чтобы сохранять форму валика после нанесения, но более прочная структура не обязательно означает лучшую. Если внутренняя структура формируется слишком быстро или слишком прочно, сдвиг, приложенный во время работы, не может вовремя разрушить ее, и экструзия становится жесткой. И наоборот, если структура слишком слабая, могут возникнуть новые проблемы с применением, например, легкое падение шарика.
Таким образом, реологическое состояние герметика должно балансировать между «легкостью экструдирования» и «сохранением формы после нанесения».
Аддитивная корректировка – это больше, чем дозировка
В условиях жесткой экструзии в некоторых рецептурах просто увеличивают дозировку диспергатора или смачивателя, но это подходит не для каждой системы. Добавки должны соответствовать поверхности наполнителя, базовому полимеру и другим компонентам, и при изменении дозировки может измениться и взаимодействие между частицами и реология системы.
При корректировке формулы проводите градиентные тесты при разных дозировках и наблюдайте за вязкостью, давлением экструзии, непрерывностью шарика и состоянием после хранения, а не судите по одному показателю.
Обнаружение проблемы
Если герметик трудно выдавливается, сначала проверьте следующие направления:
1 Проверьте, является ли соотношение наполнителя и сочетание размеров частиц разумным.
2 Посмотрите, не наблюдается ли наполнитель агломерации или недостаточного смачивания.
3 Сравните экструзию при различных дозировках диспергирующих и смачивающих добавок.
4 Наблюдайте за реологическими изменениями до и после выдерживания и при различных условиях сдвига.
5 Сочетайте с реальными испытаниями пистолета для уплотнения вместо того, чтобы полагаться только на лабораторные данные о вязкости.
Сравнение этих показателей обычно помогает определить, связана ли проблема с системой наполнителя, состоянием дисперсии или внутренней реологической структурой.
Подход к корректировке на практике
Для высоконаполненного герметика начните с самой системы наполнителя, а затем отрегулируйте состояние смачивания и дисперсии. Если наполнитель явно не изменился, но характеристики экструзии изменились, обратите внимание на соответствие базового полимера, диспергатора, смачивателя и других добавок.
Различные методы применения также требуют соответствия методов тестирования. Ручной пистолет для уплотнения, автоматическое дозирование и непрерывная экструзия применяют разные условия сдвига, поэтому одна и та же формула может по-разному работать на разном оборудовании.
Часто задаваемые вопросы
Означает ли жесткая экструзия просто слишком высокая вязкость?
Нет. Содержание наполнителя, взаимодействие между частицами, состояние смачивания и дисперсии, а также тиксотропная структура – все это влияет на конечные характеристики экструзии.
Почему вязкость может быть нормальной, а экструзия прерывистая?
Недостаточно диспергированные частицы могут образовывать крупные агломераты. Общая вязкость может не выглядеть аномальной, но местное сопротивление во время экструзии делает шарик прерывистым.
Всегда ли более сильная тиксотропия лучше?
Нет. Слишком быстрая или слишком прочная структура затрудняет экструзию, а слишком слабая структура может привести к оседанию бусины. Баланс необходим.
Следует ли просто увеличить количество диспергатора или смачивающего агента?
Не обязательно. Добавки должны соответствовать поверхности наполнителя, базовому полимеру и другим компонентам, поэтому тестируйте градиентные дозировки и следите за несколькими показателями.
Заключение Экструзия жесткого герметика не означает просто «слишком высокая вязкость». Содержание наполнителя, взаимодействие между частицами, состояние смачивания и дисперсии, а также тиксотропная структура – все это влияет на конечные характеристики экструзии. Вместо того, чтобы менять дозировку одной добавки, корректируйте ее, исходя из общего соотношения между наполнителем, базовым полимером и добавками, и судите, принимая во внимание реальные условия применения.