อะคริลิกโพลีเมอร์ตั้งแต่กาวไวต่อแรงกด (PSA) ไปจนถึงการเคลือบด้วยน้ำและสีทับหน้ากลางแจ้งมีกลุ่มด้านโพลาร์เอสเทอร์ แรงระหว่างโมเลกุลของพวกมันถูกครอบงำโดยปฏิสัมพันธ์ระหว่างไดโพล-ไดโพลโดยให้การยึดเกาะเริ่มต้น ความทนทานต่อสภาพอากาศ และความชัดเจนของแสงที่ยอดเยี่ยม ในทางกลับกัน สารทากเรซินปิโตรเลียมแบบธรรมดาจะไม่มีขั้วโดยธรรมชาติ ด้วยเหตุนี้ การผสมผสานวัสดุทั้งสองประเภทนี้จึงทำให้เกิดความท้าทายทางอุณหพลศาสตร์โดยธรรมชาติ
เอกสารสิทธิบัตรเน้นย้ำอย่างชัดเจนว่าอีลาสโตเมอร์อะคริลิกมาตรฐาน (เมท) มีพารามิเตอร์ความสามารถในการละลายสูง ในขณะที่เรซินปิโตรเลียม C5, C9 และไฮโดรเจนที่เติมไฮโดรเจนมีขั้วโดยรวมต่ำ (การยื่นขอรับสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกา US20140377553A1). สิ่งนี้จะสร้างพื้นฐานพารามิเตอร์การละลายไม่ตรงกัน. การประเมินทางเทคนิคยืนยันว่าเมื่อขั้วของเรซินปิโตรเลียมไม่เพียงพอที่จะจับคู่กับเมทริกซ์อะคริลิก การเสื่อมสภาพอย่างเห็นได้ชัดจะเกิดขึ้นในด้านความแข็งแรงของเปลือก ความใสของฟิล์ม และรูปลักษณ์ที่สวยงาม (เครือข่ายบรรจุภัณฑ์ของจีน, 2549). ข้อจำกัดนี้ไม่ได้เฉพาะเจาะจงแบรนด์ แต่เกิดจากความไม่สมดุลทางโครงสร้างในการออกแบบโมเลกุล
1. โคโพลีเมอร์ C5/C9: การใช้ความสมดุลขององค์ประกอบเพื่อความเข้ากันได้
บริสุทธิ์เรซินปิโตรเลียม C5ประกอบด้วยโครงสร้างอะลิฟาติกเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งแสดงลักษณะไม่มีขั้วที่แข็งแกร่ง บริสุทธิ์เรซิน C9มีวงแหวนอะโรมาติกที่เพิ่มขั้ว แต่ความอะโรมาติกที่สูงขึ้นจะต้องถูกลงโทษในเรื่องสีเริ่มต้นและความเสถียรทางความร้อนเรซินปิโตรเลียมโคโพลีเมอร์ C5/C9แก้ไขปัญหานี้โดยโคพอลิเมอร์ไลซ์เศษส่วนอะลิฟาติก C5 และอะโรมาติก C9 ในระหว่างการสังเคราะห์
- การทำงานร่วมกันของโครงสร้าง:โซ่โพลีเมอร์ที่ได้จะรวมเอาเซ็กเมนต์อะลิฟาติกที่ไม่มีขั้วควบคู่ไปกับโครงสร้างอะโรมาติกที่มีขั้วปานกลาง สิ่งนี้จะเปลี่ยนพารามิเตอร์ความสามารถในการละลายให้ใกล้เคียงกับอะคริลิกโพลีเมอร์มากขึ้นเมื่อเทียบกับ C5 บริสุทธิ์ ในขณะที่ยังคงรักษาสีที่เหนือกว่าและความยืดหยุ่นในการประมวลผลเมื่อเทียบกับเรซิน C9 ที่มีกลิ่นหอมสูง
- การปรับปรุงประสิทธิภาพ:สารยึดเกาะไฮโดรคาร์บอน C5/C9 มีความเข้ากันได้ทางอุณหพลศาสตร์ที่เหนือกว่ากับอะคริลิกอีลาสโตเมอร์จำเพาะเมื่อเทียบกับเรซิน C5 หรือ C9 ที่มีส่วนประกอบเดียว (การยื่นขอรับสิทธิบัตรยุโรป EP2760954A1). การปรับปรุงนี้แปลโดยตรงเป็นการยึดเกาะของเปลือกที่สูงขึ้นและพลังการยึดเกาะที่สูงขึ้น.
2. ข้อเสียของการเติมไฮโดรเจน: ความคงตัวของสีกับขั้วไฟฟ้า
ในการเคลือบกลางแจ้ง ฉลากใส และเทปสัมผัสอาหาร เรซินอะโรมาติกที่ไม่เติมไฮโดรเจนจะเกิดอาการเหลืองที่เกิดจากแสงและความร้อนเรซิน C9 เติมไฮโดรเจนเป็นโซลูชั่นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการเก็บรักษาสี อย่างไรก็ตาม วิศวกรด้านการกำหนดสูตรต้องคำนึงถึงข้อดีข้อเสียที่มักถูกมองข้าม:
การลงโทษขั้ว:ในขณะที่ไฮโดรจิเนชันจะขจัดพันธะคู่และยับยั้งการย่อยสลายของโฟโตออกซิเดชันไปพร้อมๆ กันลดขั้วเรซินโดยรวม.ซึ่งจะทำให้เกรดที่เติมไฮโดรเจนโดยสมบูรณ์เข้ากันได้กับโพลาร์อะคริลิกอีลาสโตเมอร์ได้น้อยกว่าเกรดที่ไม่มีการเติมไฮโดรเจน(EP2760954A1;WO2013048934A1).
เมื่อเลือกตัวติดกาวสำหรับเมทริกซ์อะคริลิกขั้วโลก ความทนทานต่อสภาพอากาศและความเข้ากันได้จะต้องมีความสมดุลอย่างอิสระ หากเมทริกซ์อะคริลิกมีขั้วสูง ระดับปริมาณของเรซิน C9 หรือ C5 ที่เติมไฮโดรเจนจะต้องได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวัง หรือควรสำรวจเส้นทางโคโพลีเมอร์ดัดแปลงทางเลือกอื่น
3. ระบบการทำงานและ DCPD: เส้นทางการปรับเปลี่ยนขั้นสูง
เรซินไดไซโคลเพนตาไดอีน (DCPD) และเรซิน DCPD ที่เติมไฮโดรเจนมีกลิ่นต่ำและความคงตัวของสีที่ดีเยี่ยม แต่การใช้งานในอะคริลิกยังคงถูกจำกัดด้วยคุณลักษณะที่ไม่มีขั้ว ฟังก์ชันการทำงานเป็นโซลูชันที่ตรงเป้าหมาย:
การศึกษาทางเคมีล่าสุดแสดงให้เห็นว่าในขณะที่เรซินไฮโดรคาร์บอนสังเคราะห์มาตรฐานขาดหมู่ฟังก์ชันที่มีขั้วการกราฟต์กรดซอร์บิกลงบนเรซินไฮโดรคาร์บอน DCPD ที่เติมไฮโดรเจนแนะนำไซต์โพลาร์คาร์บอกซิลิก (การศึกษาการปลูกถ่ายอวัยวะเกาหลี, 2558). การปรับเปลี่ยนนี้ช่วยเพิ่มความเข้ากันได้กับกาวอะคริลิกอย่างมาก เมื่อการปรับอัตราส่วน C5/C9 ถึงขีดจำกัดในอะคริลิกที่มีขั้วสูงการปลูกถ่ายกิ่งด้วยสารเคมีเชิงขั้ว แทนที่จะเพียงเพิ่มความหอมเท่านั้น ถือเป็นเส้นทางวิศวกรรมที่แม่นยำยิ่งขึ้น
4. กรอบการคัดเลือกเชิงปฏิบัติสำหรับ R&D และการจัดซื้อจัดจ้าง
ความเข้ากันได้ไม่ใช่คุณลักษณะไบนารี เป็นผลรวมของการจับคู่พารามิเตอร์ความสามารถในการละลาย การจัดตำแหน่งจุดอ่อนตัว และหน้าต่างอุณหภูมิในการประมวลผล เพื่อลดความเสี่ยงในการแยกเฟสก่อนการผลิตเต็มรูปแบบ การประเมินควรปฏิบัติตามโปรโตคอลการคัดกรองสามชั้น: :
- ระดับที่ 1 - การคัดกรองพารามิเตอร์:กำหนดพารามิเตอร์ความสามารถในการละลาย (δ) หรือดัชนีขั้วที่เทียบเท่าของอะคริลิกโพลีเมอร์เป้าหมายและเรซิน C5/C9 ที่เป็นตัวเลือก กำหนดเป้าหมายความแตกต่างของพารามิเตอร์ความสามารถในการละลายของΔδ ≤ 1.0 (แคลอรี่/ซม.)¹⁄²เป็นเกณฑ์พื้นฐานเริ่มต้น
- ระดับที่ 2 - การทดสอบเฟสส่วนผสมของสารละลาย/อิมัลชัน:ดำเนินการสังเกตการผสมเฟสของเหลวในรูปของสารละลายหรือน้ำยาง รูปลักษณ์ใดๆหมอกควัน ความขุ่น หรือการแยกชั้นบ่งบอกถึงความไม่เข้ากันทางอุณหพลศาสตร์
- ระดับที่ 3 - การประเมินการเสื่อมสภาพของฟิล์มประยุกต์:การเคลือบฟิล์มสำเร็จรูปแบบหล่อเพื่อประเมินการยึดเกาะเริ่มต้น ความแข็งแรงการลอก 180° ความต้านทานแรงเฉือน และความโปร่งใสจะเปลี่ยนแปลงการเสื่อมสภาพของความร้อน/รังสียูวีหลังการเร่ง.
อ้างอิง
- การยื่นขอรับสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกา (2014)US20140377553A1: กาวไวต่อแรงกดด้วยวัสดุอีลาสโตเมอร์ผสมอะคริลิก (เมธ). อธิบายพารามิเตอร์ความสามารถในการละลายที่ไม่ตรงกันระหว่างอะคริลิกอีลาสโตเมอร์และเรซินไฮโดรคาร์บอน C5/C9
- การยื่นขอรับสิทธิบัตรยุโรป (2014)EP2760954A1: ฟิล์มกาวไวต่อแรงกดหลายชั้นพร้อมวัสดุอีลาสโตเมอร์ชนิดอะคริลิก (เมธ). ประเมินผลกระทบของเรซินไฮโดรจิเนชันต่อความเข้ากันได้ของอะคริลิกและเกณฑ์การเกิดหมอกควันของฟิล์ม
- องค์การทรัพย์สินทางปัญญาโลก. (2013)WO2013048934A1: สารช่วยยึดเกาะเรซินไฮโดรคาร์บอนและกาวอะคริลิกโพลีเมอร์ผสม. ให้ข้อมูลทางเทคนิคเกี่ยวกับความเป็นอะโรมาติกกับความเข้ากันได้ในระบบ C9 และ C5/C9
- เครือข่ายบรรจุภัณฑ์ของจีน (2549)ผลของการยึดเกาะเรซินต่อประสิทธิภาพของกาวอะคริเลตอิมัลชัน (ตอนที่ 2). การประเมินเชิงทดลองเกี่ยวกับความเป็นขั้วของเรซินปิโตรเลียม จุดอ่อนตัว และผลกระทบของน้ำหนักโมเลกุลต่อโครงตาข่ายอะคริลิก
- คิม เจ.เอช. และคณะ (2558)การสังเคราะห์และการประเมินความเข้ากันได้ของเรซินไฮโดรคาร์บอน DCPD เติมไฮโดรเจนที่กราฟต์ด้วยกรดซอร์บิกในกาวอะคริลิก. วารสารการยึดเกาะและส่วนต่อประสาน / รายงานทางเทคนิคของโพลีเมอร์
