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下載方案

介紹

膠粘劑和密封劑廣泛用于建筑和工業(yè)制造中的接縫，保護(hù)和密封系統(tǒng)。用于制造膠粘劑的關(guān)鍵原材料來自原油和石化產(chǎn)品，由于有限的原材料以及合成化合物對人類健康和環(huán)境的負(fù)面影響，該行業(yè)正面臨挑戰(zhàn)。這些產(chǎn)品的價格波動影響著生產(chǎn)商的盈利能力。因此更傾向于采用更*的技術(shù)（例如自動化，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）和仿真技術(shù)），為可持續(xù)生產(chǎn)和具有成本效益的運(yùn)營進(jìn)行大量的研發(fā)工作。

膠粘劑和密封劑的工業(yè)應(yīng)用

目前在汽車領(lǐng)域等使用了一系列新的高強(qiáng)度工業(yè)膠粘劑，以代替點(diǎn)焊、機(jī)械緊固件等傳統(tǒng)接縫方法。與傳統(tǒng)的緊固技術(shù)相比，膠粘劑的主要優(yōu)點(diǎn)為，在較大的表面積上具有更均勻的粘結(jié)強(qiáng)度，而機(jī)械緊固通常容易達(dá)到局部強(qiáng)度點(diǎn)。將膠粘劑固化后，來連接表面。這是由溫度變化（熱熔膠）引起的。此外，部分膠水在環(huán)境條件下會硬化（接觸膠），環(huán)境條件包括溶劑蒸發(fā)或周圍空氣的濕度。

組成成分

膠粘劑和密封劑用于粘結(jié)基材和密封接縫，通常是包含聚合物材料或固化劑，表面活性劑和溶劑的分散體。膠粘劑可以是反應(yīng)性的也可以是非反應(yīng)性的。對于反應(yīng)性膠粘劑，可以通過將兩種或更多種反應(yīng)性組分（例如環(huán)氧樹脂和硬化劑）混合在一起來引發(fā)膠粘，或者可以通過外部刺激（例如UV輻射，熱量或水分）來引發(fā)膠粘。對于非反應(yīng)性膠粘劑，粘附是通過物理刺激（例如壓力或溶劑蒸發(fā)）引發(fā)的。密封劑主要功能是密封接頭或縫隙，防止?jié)駳狻⑷軇┗驓怏w進(jìn)入系統(tǒng)或從系統(tǒng)中逸出。

使用膠粘劑和密封劑都面臨著正確選擇材料以及確定適當(dāng)工藝的巨大挑戰(zhàn)。膠粘劑或密封劑必須流到基材表面，然后從可流動的液體變?yōu)楣腆w，而不會在接縫中產(chǎn)生有害的內(nèi)應(yīng)力。許多膠粘劑或密封劑問題不是由于材料或接縫設(shè)計不當(dāng)，而是與生產(chǎn)工藝缺乏適當(dāng)?shù)倪^程控制，從而引起問題有關(guān)。

粘度測量對配方合成的重要性

粘度（和流變）是膠粘劑生產(chǎn)和加工中最重要的參數(shù)之一。在使用（例如在計量系統(tǒng)中）之前必須經(jīng)過粘度測試。可以使用各種溶劑，可溶性試劑，樹脂粉末或惰性填料來控制膠粘劑的粘度。取決于應(yīng)用和操作環(huán)境，可能需要增加或降低膠粘劑體系的粘度。

·        粘度控制是常用于保持一致性產(chǎn)品和膠層厚度的一種方法。通過調(diào)節(jié)增稠劑和觸變劑的粘度，來控制膠層的合理厚度。

·        稀釋劑降低粘度并減少膠粘劑有效潤濕基材所需的時間。降低粘度還有助于除去夾帶的空氣，并有助于膠粘劑在填充基材表面上的孔隙和空腔時的毛細(xì)作用。但是，添加稀釋劑，特別是未反應(yīng)的液態(tài)樹脂，通常會導(dǎo)致交聯(lián)密度降低，進(jìn)而導(dǎo)致低高溫強(qiáng)度和耐環(huán)境性。

·        對于許多由兩部分組成的材料，混合比例可能是一個主要問題。許多系統(tǒng)對混合比例的微小變化非常敏感。許多材料在化學(xué)計量上是平衡的，不按比例混合可能會導(dǎo)致材料無規(guī)律地固化或無法發(fā)揮其最佳性能，從而導(dǎo)致最終硬度和拉伸強(qiáng)度下降。可以在整個混合過程中連續(xù)監(jiān)控粘度并根據(jù)所需的流動特性調(diào)節(jié)不同組分/材料的用量。

·        兩組分膠粘劑的混合對于其正常使用非常重要。混合不足會導(dǎo)致部分化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致部分固化。材料固化不足極有可能導(dǎo)致粘結(jié)強(qiáng)度差和物理性能下降。而且，容器中的混合非常重要。填充物或其他成分可能會沉降。確保每個成分均勻混合對于獲得最大性能至關(guān)重要。在混合過程中多點(diǎn)粘度測量可以幫助監(jiān)測和調(diào)節(jié)均勻性，使其達(dá)到所需的應(yīng)用水平。  

膠粘劑和密封劑的測試分為兩大類：基本性能測試和最終用途測試。通常會使用基本性能測試（例如粘度測試）來評估膠粘劑或基材的來料一致性。會在發(fā)生故障或無法解釋的情況后進(jìn)行基本性能測試，以確定是否來料的變化可能是罪魁禍?zhǔn)住Ｃ绹鴾y試和材料學(xué)會（ASTM）和其他專業(yè)組織，例如美國國防部和汽車工程師學(xué)會，已經(jīng)有了許多用于膠粘劑和密封劑的測試標(biāo)準(zhǔn)：

·        ASTM D1084膠粘劑的粘度

·        ASTM D2556具有剪切速率依賴性流動特性的膠粘劑的表觀粘度

·        ASTM D3236熱熔膠和涂料的粘度

輸送系統(tǒng)中的粘度管理

粘度是流動特性的量度，其控制是膠粘劑和密封劑輸送步驟中最重要的操作之一。

·        通過測量粘度，可以注意到密度，穩(wěn)定性，溶劑含量和分子量的變化。粘度是衡量顆粒粒徑分布的有效指標(biāo)。粒徑分布的變化會影響包括密度，流變性和涂層厚度在內(nèi)的性能。可能受影響的屬性是耐化學(xué)性，熱特性，耐沖擊性，收縮率，柔韌性，適用性和強(qiáng)度。為了在各自的應(yīng)用中獲得膠粘劑和密封劑的正確性能，進(jìn)行粘度連續(xù)監(jiān)測和對配方進(jìn)行必要的調(diào)整是必須的。

·        持續(xù)的粘度監(jiān)測和控制對于檢測和避免由于環(huán)境因素（溫度，濕度，二氧化碳，pH和氧氣等環(huán)境因素）造成的輸送問題至關(guān)重要，這些化學(xué)物質(zhì)可能會對膠粘劑和密封劑產(chǎn)生不利影響。

為了具有一致的工藝過程并且不浪費(fèi)材料和優(yōu)化能量使用，希望將粘度自動調(diào)節(jié)到基本恒定的值。在膠粘劑和密封劑的幾乎所有配方和輸送過程中，實時在線粘度監(jiān)控對提高性能并降低成本至關(guān)重要。需要使用粘度計來監(jiān)控粘度和溫度，并且可以使用溫度補(bǔ)償粘度作為關(guān)鍵工藝變量，以確保一致性并減少故障。

工藝挑戰(zhàn)

工程師認(rèn)識到需要監(jiān)控膠粘劑和密封劑的粘度，但是多年來，在實驗室外進(jìn)行測量一直對工藝工程師和質(zhì)量部門構(gòu)成挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的實驗室粘度計在工藝環(huán)境中幾乎沒有價值，因為粘度直接受溫度，剪切速率和其他變量的影響，這些變量與離線測量值存在很大差異。事實證明，即使在粘度發(fā)生較大變化的應(yīng)用中，控制配方粘度的常規(guī)方法也是不夠的。

傳統(tǒng)上，工程師使用蔡恩杯測量漿料的粘度。將測量結(jié)果報告為杯體積流過杯底部孔的時間。必須選擇測試的終點(diǎn)，以使其在測試之間保持一致。該過程是麻煩且費(fèi)時的。即使有經(jīng)驗的工程師，它也不準(zhǔn)確，前后不一致且不可重復(fù)。間隔采樣會導(dǎo)致過多的延遲，粘度無法實時調(diào)整。此外，裝有材料的各種容器是敞開的，由于環(huán)境溫度，濕度和其他因素（例如溫度，干燥氣候，溶劑揮發(fā)）的變化，因此杯基粘度測量技術(shù)無效。

有些公司使用熱管理系統(tǒng)將應(yīng)用點(diǎn)保持在確定的最佳溫度下，以實現(xiàn)恒定的粘度。但是，影響粘度的不僅是溫度因素。剪切速率，流動條件，壓力和其他變量也會影響粘度變化。溫控系統(tǒng)還需要較長的安裝時間和較大的占地面積。

傳統(tǒng)的振動粘度計是不平衡的，需要大的重量來避免安裝力的影響。

LISICO解決方案

自動化在線粘度測量和控制對于控制配方和粘度至關(guān)重要。LISICO基于平衡扭轉(zhuǎn)共振器提供以下解決方案，用于工藝的過程控制和優(yōu)化：