用流变解密PUR热熔胶的粘性

文章插图
01 流变解析
流变可测试液态熔融的胶体从涂胶到冷却的整个过程，可以大致分为液态、半液半固态、固态三个阶段。
第一阶段是液态。涂胶时胶是熔融的液态，弹性模量低于 1000 Pa 。涂胶后胶体接触基材开始冷却，模量逐渐升高，在 1000-50000 Pa 这个区间仍呈现液态特性。在此阶段，胶体能充分地润湿基材但没有初始强度。
第二阶段是半液半固态。胶体继续冷却，当模量到达 5万-50万 Pa 这个区间时，胶体呈现半液半固特性，此时既有一定的润湿能力又有一定的固定基材的能力，初始强度开始形成。弹性模量在 5万-50万 Pa 的区间在学术上称为达氏压敏带(Dahlquist criterion），胶体在此区间既能润湿又能固定基材的特性就是典型的压敏性。
第三阶段是固态。胶体进一步冷却后，模量大于 50万 Pa，胶体呈现固态，不能再润湿基材但具有很好的内聚强度。
02 粘性分析
PUR热熔胶的粘性不佳，通常的原因有两个：假粘或者初始强度差 。
假粘的原因是胶经过达氏压敏带的时间太短，对基材润湿不充分。基于高结晶度聚酯的PUR热熔胶 (如 a 胶)，用于粘接致密基材时尤其容易发生假粘，表现为起初粘住了，但过一段时间后开胶。
初始强度差的原因是模量上升太慢，移除夹具时胶的模量仍未能进入达氏压敏带。基于聚醚或者液体聚酯的PUR热熔胶 (如 b 胶)，用于有应力的粘接或复合时，移除夹具时没有初始强度，会发生弹开。
03 完美曲线
完美的PUR热熔胶最好具有图 c 的流变曲线：移除夹具时已经进入达氏压敏带从而形成初始强度，并且在达氏压敏带中停留的时候足够长，能对基材进行充分的润湿。总之，既有大的初始强度，又有长的开放时间。
常规的PUR热熔胶常常通过混合多种聚酯和聚醚、添加树脂和热塑性聚合物等方式改进粘性，调节流变曲线往完美曲线靠近。有文献报道，添加20%富马酸-己二醇聚酯，制备的PUR热熔胶即具有标准的完美曲线。

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