Fattori che influenzano l'invecchiamento accelerato e la durata degli adesivi

L'invecchiamento di un adesivo è un cambiamento nel tempo delle proprietà del materiale o della testa di incollaggio. I fattori che influenzano l'invecchiamento dell'adesivo includono: stress meccanico, temperatura, radiazione e media. L'invecchiamento è causato da una combinazione di diversi fattori, ma questi fattori sono difficili da misurare e prevedere a fondo. Alcune sostanze contenute nell'adesivo stesso possono anche causare cambiamenti nelle proprietà di adesione. Oltre a essere influenzato da vari fattori, varia anche la posizione dell'invecchiamento che si verifica durante l'incollaggio. L'invecchiamento può verificarsi su strati coesivi, strati adesivi o materiali di supporto.

 

1. Effetti dei solventi sugli adesivi

 

Per i substrati metallici, il giunto è strettamente correlato all'assorbimento del vapore acqueo sia alla corrosione del substrato. La corrosione del substrato provoca un rapido fallimento del giunto incollato in un breve periodo di tempo, quindi anche la corrosione è un aspetto critico. Come: sale, acido, alcali e altri ambienti solvente. Inoltre, l'umidità può anche penetrare (diffondersi) nello strato di colla indurita ed essere assorbita dallo strato di colla. Questa umidità assorbita riduce la forza della colla. Perché l'acqua funge da lubrificante tra le catene polimeriche, facilitando lo scorrimento delle catene molecolari. Il tasso di penetrazione dell'acqua nello strato adesivo è basso, ma è continuo. A una temperatura di 40 ° C, il tasso di penetrazione dell'acqua per il polimero con struttura reticolata è di circa alcuni millimetri al mese. Quando il giunto incollato viene asciugato, la resistenza coesiva aumenta di nuovo, ma non può tornare al livello originale. Il problema maggiore con i giunti adesivi esposti all'umidità è la ridotta adesione tra il substrato e l'adesivo. L'adesione si indebolisce quando l'acqua penetra nell'articolazione legata. Anche l'indebolimento dell'adesione dell'adesivo al substrato è di solito un processo lento. Il legame chimico formato tra la colla e la superficie del substrato è migliore della resistenza all'acqua della forza di interazione fisica. Una volta rotto il legame chimico, l'adesione non può essere ripristinata dopo l'essiccazione. Il modo migliore per proteggere il giunto incollato dall'umidità è di stare lontano dall'acqua. Se ciò non è possibile, sigillare il giunto.

 

2. Effetti ambientali sugli adesivi

 

Il fattore più importante che influenza le reazioni chimiche è la temperatura. Maggiore è la temperatura, più facile si verifica la reazione chimica e maggiore è la velocità di reazione. Tali reazioni spesso portano a cambiamenti nelle proprietà dell'adesivo. In condizioni di temperatura elevata, il danno dei giunti adesivi sarà notevolmente accelerato, quindi in generale, all'aumentare della temperatura di utilizzo, l'adesivo accelererà il tasso di invecchiamento. Le radiazioni sono anche uno dei fattori che causano l'invecchiamento degli adesivi, come i raggi ultravioletti alla luce del sole. Le catene polimeriche negli adesivi e nei substrati di plastica sono sensibili ai danni da radiazioni. In particolare, il poliuretano è molto sensibile ai raggi ultravioletti, quindi l'esposizione a lungo termine dell'adesivo all'esterno farà sì che l'adesivo invecchi rapidamente e si verifichino sgretolamenti e restringimenti .

 

Effetto delle sollecitazioni meccaniche sugli adesivi

 

3. La superficie adesiva può essere soggetta alle seguenti sollecitazioni meccaniche:

A. Sbucciare lo stress

B, carico di rottura

C. Stress da taglio

D, stress torsionale

Le sollecitazioni di pelatura comportano maggiori forze del filo sul giunto incollato, che sollecitano di gran lunga la resistenza della maggior parte degli adesivi. Quando si progetta una struttura di giunti incollati, è necessario assicurarsi che i giunti non siano soggetti a tale stress di distacco. Se sottoposto a un carico di trazione, la forza è perpendicolare alla superficie di legame. La forza viene trasmessa attraverso l'intera superficie di unione. In linea di principio, non vi è alcun problema con lo sforzo di trazione del giunto incollato. Lo stress da trazione si riscontra generalmente solo nei giunti di testa. I giunti di testa di solito hanno piccole superfici di incollaggio e l'area di incollaggio può essere aumentata solo modificando lo spessore del substrato. Poiché la resistenza del substrato generalmente supera la resistenza alla trazione della colla, non è possibile un disegno che sfrutti appieno la resistenza del substrato. Il miglior tipo di sollecitazione a cui è sottoposta una giunzione incollata è la sollecitazione a taglio, poiché questa sollecitazione è parallela alla superficie di incollaggio. Lo stress da taglio è presente nelle giunture sovrapposte e di solito ha un'area di incollaggio sufficientemente ampia. Se l'area di incollaggio esistente non è in grado di supportare un carico sufficiente, è anche relativamente facile aumentare il carico che può sopportare l'incollaggio aumentando l'area di incollaggio. Lo stress torsionale è simile allo stress da taglio e le articolazioni legate non sono sensibili allo stress da compressione. Nel tempo, qualsiasi tipo di stress meccanico provocherà l'invecchiamento del giunto incollato, come ad esempio: si potrebbero causare deformazione permanente (scorrimento) o formazione di crepe, che aggrava gli effetti di altri fattori di invecchiamento.