Kỹ thuật keo dán - Chương 4 pps

c- Nhằm đảm bảo hình thành lực kết dính bền vững ở bề mặt tiếp xúc và thời gian sống theo yêu cầu: + Trường hợp đối với nền polyme có năng lượng thấp mục đích này có thể đạt được bởi vi

Chương 4 XỬ LÝ BỀ MẶT 4.1 Mục đích xử lý bề mặt

- Mặc dù trong nhiều trường hợp không cần xử lý bề mặt vật liệu nền trước khi dán và hiện nay có những loại keo có khả năng dán những bề mặt nền có phủ lớp mỏng dầu máy, dầu bảo vệ hay các chất hoá dẻo khối lượng phân tử thấp với điều kiện những chất này phải phù hợp với keo dán, chiều dày trong giới hạn cho phép để keo có thể hòa tan và thay thế dầu, chất hóa dẻo

- Tuy nhiên trong đa số trường hợp để keo có thời gian sống dài nhất và độ bền mối nối cao nhất cần phải xử lý bề mặt vật liệu nền trước khi dán

- Mục đích của việc xử lý bề mặt nền rất đa dạng nhưng chủ yếu gồm những mục đích sau:

a- Nhằm tách, tẩy bỏ hoặc ngăn ngừa sự tạo thành lớp có liên kết kém bền

ở bề mặt Nếu lớp đó không được tẩy đi thì sự phá vỡ mối nối sẽ bắt nguồn xuất phát từ những vùng này và mối nối sẽ kém bền

- Thường lớp đó được cấu thành từ những chất có khối lượng phân tử thấp ví dụ như chất hóa dẻo khuếch tán ra bề mặt nền, rỉ oxyt kém bền trên nền kim loại, chất bẩn từ không khí, dầu hoặc mỡ bảo vệ

* Lưu ý: Dầu bảo vệ hoặc dầu giảm nhẹ quá trình gia công này có thể bị

oxy hóa và kết chặt lên bề mặt oxyt kim loại Những lớp này đòi hỏi một vài phương pháp xử lý tẩy dầu mỡ hoặc ăn mòn acid để tách hoàn toàn chúng

- Lớp kém bền này được hình thành sau khi hình thành mối dán

Ví dụ: Sự hyđrat hóa của oxyt nhôm bởi nước (do nước khuếch tán qua keo) tạo lớp kém bền cơ học và giảm đáng kể độ bền mối nối Để giảm hiện tượng đó phải có sự xử lý để ổn định lớp oxyt và ngăn cản sự tấn công của môi trường

b- Nhằm đạt được tiếp xúc phân tử cực đại giữa nền và keo trong quá trình hình thành mối dán

- Đối với một số bề mặt có năng lượng thấp như polyme, olefin, floruacacbon đòi hỏi biến tính hóa học nhằm tăng năng lượng bề mặt tự do hoặc đưa vào những nhóm có khả năng tạo tương tác acid - bazơ

- Hơn nữa đối với tất cả các nền được làm nhám bề mặt đều hỗ trợ cho sự tiếp xúc

ở bề mặt tiếp xúc được tốt

c- Nhằm đảm bảo hình thành lực kết dính bền vững ở bề mặt tiếp xúc và thời gian sống theo yêu cầu:

+ Trường hợp đối với nền polyme có năng lượng thấp mục đích này có thể đạt được bởi việc chọn lựa phương pháp xử lý sao cho làm tăng năng lượng bề mặt tự do nền, đưa vào những nhóm hóa học có thể tạo liên kết acid - bazơ hoặc liên kết hóa học bền vững hơn với keo

+ Trong trường hợp nền kim loại có năng lượng cao không chỉ cần thiết phải đạt được mối nối có độ bền ban đầu cao mà làm sao cho lực kết dính được hình thành phải bền với sự tấn công của môi trường (hơi ẩm)

d- Nhằm tạo cho nền có một hình dạng bề mặt thích hợp Như chương trước ta thấy chỉ có một số trường hợp kết dính cơ học là cơ chế kết dính chủ yếu

- Tuy nhiên với hình dạng bề mặt như sợi có thể làm tăng sự phâqn tán năng lượng trong keo trong quá trình phá hủy mối nối do vậy làm tăng độ bền mối nối e- Nhằm bảo vệ nền trước khi gia công mối dán Điều này rất cần thiết đối với nền có năng lượng cao như kim loại

- Do nền đã xử lý tẩy dầu mỡ, mài mòn cơ học hoặc phương pháp hóa học trở nên hoạt động hóa học không chỉ với keo mà cả với chất bẩn trong không khí

- Thông thường bề mặt được làm sạch đòi hỏi phải được dán hoặc phủ trong một vài giờ sau khi xử lý

- Để đáp ứng yêu cầu này và để linh động trong sản xuất, trong thực tế thường dùng keo lót (nền polyme) có khả năng tương hợp với keo để gia công ngay sau khi xử lý bề mặt

- Bề mặt có phủ lớp keo nền có thể vài tháng trước khi gia công keo

f- Nhằm hỗ trợ quá trình đóng rắn của keo

4.2 Xử lý bề mặt có năng lượng thấp

4.2.1 Polyme floruacacbon

- Họ floruacacbon gồm politetrafloruaetylen (PTEE), policlotriflorua etylen (PCTFE), côplime etylen-propylen flo hóa (FEP), polivinyl florua và polivinyliden florua

- Tất cả đều có năng lượng bề mặt tự do thấp, đặc biệt đối với những polyme flo hóa hoàn toàn, γs = 15 - 35 mJ/m2 Chúng là những polyme rất trơ về mặt hóa học, do vậy khi dán những vật liệu này nếu muốn độ bền mối nối cao thì phải xử lý bề mặt

- Thường nhằm mục đích làm tăng năng lượng bề mặt tự do

4.2.1.1 Các phương pháp xử lý bề mặt

a- Phương pháp mài mòn cơ học

- Là phương pháp xử lý bề mặt ít hiệu quả nhất đối với polyme floruacacbon

- Bảng 4.2/105 chỉ độ bền mối nối của PTFE và PCTFE, khi dán bằng keo epoxy

b- Xử lý ăn mòn

- Thường xử lý polyme floruacacbon trong dung dịch natri kim loại hòa tan trong dung dịch naphtalen/dung môi phân cực không prôton (dung môi trơ) như tetrahydrofuran, loại này được bán trên thị trường với tên thương mại “tetraetech” nó dễ sử dụng, an toàn nên được dùng rộng rãi trong công nghiệp

- Cũng có thể xử lý trong trong dung dịch kim loại kiềm trong amoniac lỏng

* Cách tiến hành: Nhúng polyme trong dung dịch xử lý, chứa 15 - 23 g

Na/lit ở nhiệt độ phòng trong vài giây, sau đó rửa bằng nuớc, rồi bằng aceton, tiếp theo rửa mạnh trong nước và để khô

- Quá trình ăn mòn tạo bề mặt có màu nâu đen, sự biến màu tăng mạnh theo thời gian ngâm Dựa vào sự biến màu có thể theo dõi được quá trình đạt hay chưa

- Sự biến màu thường chỉ ở vùng bề mặt, chiều sâu của vùng bề mặt bị biến màu là 1 µm

- Purvis và Beck cho rằng sự biến màu đã tạo nên bề mặt gồm các nguyên tử cacbon do sự tách nguyên tử flo bởi dung dịch ăn mòn Người ta đã phát hiện trong dung dịch ăn mòn có mặt ion F-

- Hơn nữa một số tác giả đã ngâm FEP đã xử lý và chưa xử lý ăn mòn trong dung dịch ăn mòn trong thời gian 6 ngày thì thấy FEP đã xử lý ăn mòn có bề mặt biến sang màu tối, dày khoảng 1µm, phù hợp với khảo sát trên

- Được giải thích là do khi FEP được xử lý ăn mòn có tách F- tạo liên kết đôi vùng bề mặt, liên kết này phản ứng với OsO4 (osmiumtertoxit) làm tối bề mặt

- Màu nâu đen sau khi ngâm do tạo liên kết đôi liên hợp

- Những nghiên cứu gần đây cho thấy bề mặt ngay sau xử lý đặt trong không khí và môi trường khí trơ sẽ có thành phần hóa học khác nhau

+ Trong môi trường khí trơ chỉ toàn nguyên tử C

+ Trong môi trường không khí thành phần chủ yếu là C và O (gồm những nhóm C=O, -COOH, -CHO, )

⇒ Như vậy vậy sau khi xử lý ăn mòn tạo cho bề mặt những nhóm không no có khả năng hình thành liên kết hóa học ở bề mặt tiếp xúc

Ví dụ: Keo cao su có chứa chất khơi mào dicumyl peroxyt được khâu mạch khi tiếp xúc với nền đã xử lý

- Nếu thời gian xử lý tương đối dài thì vùng bề mặt bị phá hủy và trở nên kém bền cơ học có nghĩa là lớp liên kết kém bền được hình thành ở bề mặt tiếp xúc, tạo sự phá vỡ mối nối ở ứng suất thấp

- Hình 4.3/120: Biểu diễn năng lượng phá vỡ kết dính nội đối với keo cao su

butađien-styren được khâu mạch và nền FEP theo thời gian ăn mòn trong dung dịch natrinaphtalenide

- Lúc đầu theo thời gian xử lý hàm lượng liên kết đôi tăng, sự hình thành liên kết hóa học ở bề mặt tiếp xúc tăng, sau đó nếu thời gian xử lý dài quá thì bề mặt bị phá hủy, vị trí những chỗ bị phá hủy tăng → Go giảm Vì vậy phải chọn thời gian xử lý thích hợp để cho độ bền mối nối cao nhất

* Lưu ý: Sự xử lý tạo các nhóm không no và bị oxy hóa trên floruacacbon

không chỉ nhạy với keo mà còn nhạy với tia tử ngoại (UV)

- Do vậy nếu tia UV này mà chiếu vào vùng bề mặt tiếp xúc với cường độ đủ lớn thì nền này có thể bị tấn công và trở nên kém bền cơ học dẫn đến sự phá vỡ mối nối

- Do vậy thường đưa vào nền hoặc keo chất hấp thụ tia tử ngoại để hạn chế hiện tượng này

c- Xử lý điện hóa

* Cách tiến hành

- Đặt bề mặt tiếp xúc với catốt ở điện thế lớn hơn điện cực chuẩn calomen là -1,5

V bề mặt mẫu bị đen ra từ điểm tiếp xúc

- Đặc điểm bề mặt và bản chất tương đương với phương pháp xử lý ăn mòn hóa học

- Đặc điểm bên ngoài và bản chất của lớp bề mặt xử lý tương đương với PTFE đã xử lý ăn mòn hóa học và có tính chất kết dính, thấm ướt cũng tương tự

- Việc tăng độ bền mối nối khi xử lý điện hóa chủ yếu làm tăng đáng kể năng lượng bề mặt tự do hơn là tách lớp kém bền có mặt trên nền chưa xử lý

- Tuy nhiên phương pháp này có ưu điểm hơn so với phương pháp ăn mòn hóa học ở chỗ:

+ Quá trình phản ứng xảy ra ở bề mặt có thể tự khống chế được (bằng cách cài đặt dòng điện khác nhau), do vậy chiều dày lớp bề mặt xử lý được khống chế

+ Đồng thời trong cùng một lúc quá trình xử lý chỉ xảy ra ở một bề mặt nên không cần che mặt kia

4.2.2 Poliolefin

- Giống polifloruacacbon, các poliolefin như PE, PP và poli-4-metyl-1-penten khi dán bằng keo khó dán có thể cho độ bền mối nối cao trừ khi được xử lý bề mặt

4.2.2.1 Các phương pháp xử lý bề mặt

a- Xử lý bề mặt bằng dung môi

- Là phương pháp xử lý đơn giản nhất

- Mục đích: Tẩy sạch lớp kém bền trên bề mặt nền xử lý bằng dung môi còn tạo lỗ trên bề mặt do dung môi tấn công vùng vô định hình do vậy khi quét keo thì keo sẽ thâm nhập vào những vùng, lỗ đó và đóng rắn tạo nên cấu trúc mạng lưới thâm nhập

- Thường dùng hơi dung môi triclorua etylen nhưng thời gian xử lý dài quá cũng sẽ làm giảm độ bền mối nối

Hình 4.4/113: Xử lý PP trước khi dán với nhôm bằng keo epoxy

- Việc xử lý này dường như không làm tăng năng lượng bề mặt tự do của PP do khi đo góc tiếp xúc đối với nền xử lý và chưa xử lý, từ bảng 4.5/113 thấy khả

năng thấm ướt của nền xử lý thấp hơn nền chưa xử lý

- Thời gian xử lý > 10 giây thì độ bền giảm nhiều, do sự phân hủy và làm yếu đi lớp bề mặt Điều này rất khó điều chỉnh trong công nghiệp

- Phương pháp này xử lý đối với PEHD rất hữu hiệu

b- Xử lý bằng ngọn lửa

- Trước đây người ta đã xử lý bằng ngọn lửa đối với màng poliolefin, hiện nay phương pháp này chủ yếu được dùng để xử lý những chi tiết dày hơn như: chai thổi trước khi in mực nhằm làm tăng độ kết dính của mực in

- Vật, chi tiết được qua một hay nhiều ngọn lửa, mỗi ngọn lửa gồm nhiều tia sát nhau Ngọn lửa được cung cấp bởi một hỗn hợp không khí - hơi đốt với tỉ lệ thích hợp, từ ống dẫn (khí metan) hoặc bình chứa propan hay butan

- Thời gian xử lý <= 1 giây

- Điểm quan trọng là vị trí tương đối của bề mặt vật xử lý với ngọn lửa, tỉ lệ ga: Không khí, tốc độ dòng khí, bản chất khí đốt, thời gian xử lý, khoảng cách giữa bề mặt vật với ngọn lửa

- Briggs đã khảo sát xử lý bề mặt của PELD bằng ngọn lửa cho rằng việc xử lý ngọn lửa đã gây nên sự oxy hóa bề mặt, chiều dày lớp bị oxy hóa từ 4 - 9 nm

- Trong thời gian đi qua ngọn lửa bề mặt bị đốt đến 2000oC và gây nên sự oxy hóa nhiệt là một phản ứng gốc chuỗi

- Để sự oxy hóa tốt đòi hỏi lượng oxy trong hỗn hợp khí đốt cao hơn lượng đốt cháy đơn thuần metan là 10%, đối với propan là 15%

- Bảng 4.6/115 cho biết sự phụ thuộc của độ bền mối nối vào tỉ lệ O : C và N : C

- Chất chống oxy hóa không ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý: Ta biết quá trình oxy hóa là một quá trình gốc chuỗi được ngăn chặn bởi chất chống oxy hóa Tuy nhiên ở đây nó không hữu hiệu vì bị oxy hóa hơi do vậy nồng độ chất chống oxy hóa không đủ để ngăn chặn phản ứng oxy hóa xảy ra

c- Xử lý hóa học

- Để xử lý hóa học bề mặt poliolefin có rất nhiều tác nhân nhưng phổ biến nhất trên thị trường là acid cromic

- Nó đặc biệt được dùng để xử lý những vật có kích thước lớn, hình dạng không cân đối, không bằng phẳng, khó xử lý bằng phương pháp phóng điện corona hay ngọn lửa

- Acid cromic ăn mòn bề mặt poliolefin và làm nó hòa tan vào dung dịch

- Một số thí nghiệm khảo sát sự ăn mòn của dung dịch acid cromic với PP izotactic và PEHD, PELD cho thấy:

+ Phương pháp Spectroscopic cho thấy: Có sự thay đổi mạnh hóa tính đối với PELD với sự tăng hàm lượng nhóm -OH, C=O, -COOH, -SO2OH trên lớp bề mặt

+ Phương pháp XPS nghiên cứu PP, PELD được xử lý như nhau cho thấy: sự oxy hóa và sunfua hóa xảy ra trong vùng bề mặt ngoài của cả 2 vật liệu và sự có mặt của nhóm -CHO, C=O, -COOH, -SO2OH Ngoài ra còn có mặt cả cromic, còn lại trên bề mặt mặc dù nguyên tố này ảnh hưởng rất ít đến độ bền mối nối với keo epoxy nhưng có thể tăng đáng kể sự kết dính trong trường hợp mạ điện

- Công trình nghiên cứu của Briggs gần đây hơn cũng dùng phương pháp XPS cho thấy rằng việc xử lý PE chủ yếu tạo nhóm -COOH, đặc biệt là không có mặt cromic, nitơ hoặc sunfua như đối với nghiên cứu trên được giải thích do nồng độ acid rất loãng

- Mật độ nhóm -COOH trên bề mặt là 16*1014/cm2, nhóm acid này có tính acid yếu hơn acid axetic hay poliacrilic acid

- Briggs xử lý ăn mòn PP trong:

+ 1 phút ở 20oC Chúng khác nhau đáng kể về độ sâu (chiều dày + 6 giờ ở 70oC tiếp xúc) hơn là tăng mức độ oxy hóa bề mặt

- Hơn nữa đối với tất cả poliolefin được khảo sát, chỉ trường hợp PP bị xử lý trong 1 phút, ở 20oC mới có chiều dày oxy hóa bé hơn 30 nm

- Tuy nhiên đối với PE mức độ oxy hóa bề mặt và chiều dày ăn mòn đều tăng theo thời gian

- Độ bền mối dán tăng đáng kể (cả 2 poliolefin) sau khi ngâm trong dung dịch acid cromic chỉ trong 1 phút ở 20oC, nhưng nếu thời gian ngâm tăng nữa thì độ bền mối nối cũng không tăng, có thể là do độ bền giới hạn của nền poliolefin nghĩa là sự phá hủy xảy ra trong nền poliolefin (kết dính nội) (hình 4.6/117)

- Xử lý ăn mòn còn làm tăng độ nhám bề mặt, ăn mòn chọn lựa vùng không kết tinh hoặc có mức độ kết tinh thấp, tăng diện tích bề mặt, giúp cho kết dính cơ học xảy ra, như vậy đây không phải là cơ chế chính

- Cơ chế chính là sự biến đổi hóa tính bề mặt, chủ yếu là độ bền phụ thuộc số nhóm phân cực chứa C, O trên bề mặt, bề mặt bị oxy hóa tăng làm tăng khả năng thấm ướt do đó mà cho độ bền mối nối cao

- Khi độ phân cực bề mặt tăng thì sức căng bề mặt tới hạn νc tăng dẫn đến độ bền mối nối tăng (hình 4.6/118)

- Đối với một vài polyme việc xử lý ăn mòn còn tách đi lớp kém bền ở bề mặt

d- Làm nóng chảy trên những bề mặt năng lượng cao

- Briggs đã cho PE nóng chảy trên tấm nhôm sau đó dán với nền khác và gỡ tấm nhôm ra hoặc tách tấm nhôm bằng NaOH sau đó dán nền PE này

- Dùng XPS cho thấy làm nóng chảy PE trên nền nhôm tạo lớp mỏng trên bề mặt

bị oxy hóa làm cho khả năng thấm ướt tốt hơn và độ bền mối nối cao hơn

- Để xem xét nguồn gốc của sự oxy hóa người ta cũng tạo bề mặt PE bằng cách ép trên tấm PET thì thấy mức độ oxy hóa bề mặt của PE nóng chảy trên bề mặt tấm nhôm cao hơn trên PET 12 - 15 lần, độ bền mối nối cao hơn

- Mức độ oxy hóa cao hơn nhiều có thể do hiệu ứng xúc tác đặc biệt riêng của nhôm hoặc do không khí thâm nhập trên bề mặt nhôm nhiều hơn do nhôm có độ nhám lớn hơn PET

- Chất chống oxy hóa làm giảm mức độ oxy hóa của phương pháp này Tuy nhiên nếu đặt PE trong khí quyển giàu ozôn trước khi làm nóng chảy trên nhôm thì sự oxy hóa polyme xảy ra mạnh và độ bền mối nối tăng

- Người ta kết luận rằng ozôn đã phản ứng với chất chống oxy hóa ở bề mặt làm

vô hiệu hóa tác dụng oxy hóa

4.2.3 Những nền chất dẻo khác

- Những chất dẻo khác như: PVC, PET, PVAx, nylon, polimid không thuộc loại khó dán như polyme floruacacbon hay poliolefin Tuy nhiên để đạt được độ bền mối nối cao xấp xỉ độ bền nền cần phải xử lý bề mặt nền

- Phổ biến là xử lý plasma Ngoài ra còn dùng một số phương pháp khác ví dụ:

bảng 4.7/122 cho thấy hiệu quả của một vài phương pháp xử lý bề mặt đối với

nylon 6-6

- Đối với keo epoxy, làm sạch bằng dung môi và mài mòn hiệu quả tương tự như xử lý ăn mòn acid cromic

- Và chỉ xử lý ăn mòn bằng pemanganat kali, tiếp theo là dùng keo nền formaldehyt cho độ bền mối nối cao nhất (đạt đến độ bền của nylon6-6)

resozin Bề mặt tiếp xúc giữa nylon và keo nền resozinresozin formaldehyt có tương tác hyđro giữa các phân tử, có thể liên kết cộng hóa trị do vậy cho độ bền mối nối cao

- Đối với keo xyanoacrilat, ăn mòn bằng acid cromic đặc biệt ở nhiệt độ cao cho độ bền mối nối cao có thể là do:

+ Sự thâm nhập lớn hơn của xyanoacrilat vào những lỗ bị ăn mòn trên bề mặt nylon do độ nhớt của nó bé hơn nhiều

+ Khả năng phản ứng của xyanoacrilat với bề mặt bị ăn mòn phân cực hơn sẽ cao hơn

- Do đó cần chọn phương pháp xử lý thích hợp đối với mỗi loại keo nền

- Cũng có thể xử lý nylon bằng cách ngâm trong dung dịch KI, rửa nhanh iot được hấp phụ trên bề mặt nylon làm tăng độ bền khi mạ kim loại

* Độ bền lớp phủ kim loại đó phụ thuộc vào:

+ Bản chất của bề mặt nylon (khối lượng phân tử, mật độ kết tinh) + Thời gian xử lý iot

+ Bản chất và điều kiện dung dịch rửa

- Tác dụng xử lý có thể:

+ Trong một số trường hợp mức độ kết tinh giảm, loại cấu trúc tinh thể

thay đổi, polyme bị mềm

+ Phần có khối lượng phân tử thấp tách ra

Độ bền mối dán của nylon cũng được cải thiện khi xử lý bằng ngọn lửa và

cơ chế cũng là do sự oxy hóa vùng bề mặt

+ Đối với polieste có thể dùng ngọn lửa để xử lý nhưng độ kết dính tăng không đáng kể

- Briggs cho rằng sự tăng độ bền mối nối là do sự tách những mảnh có khối lượng phân tử thấp như oligome hoặc dietylenglycol ở bề mặt, phục hồi sự định hướng các phân tử trên

Đối với PVC hóa dẻo thì làm sạch bề mặt bằng dung môi rồi dùng keo lót

+ Đối với polieste có thể dùng ngọn lửa để xử lý nhưng độ kết dính tăng không đáng kể Briggs cho rằng sự tăng độ bền mối nối là do sự tách những mảnh có khối lượng phân tử thấp như oligome hoặc dietylenglycol ở bề mặt, phục hồi sự định hướng các phân tử trên bề mặt, có thể làm tăng mức độ kết tinh bề mặt và do vậy tăng năng lượng bề mặt tự do

- Sau đó người ta thử dùng keo nền: dùng keo nền silan như glycidoxypropyl trime thoxysilan trong hexamelamin đối với tấm polyetylenterephtalat trước khi dán với chính vật liệu này bằng trime etylen-vinylacetat hoặc keo nóng chảy polieste đàn hồi

- Sự phối hợp các tính chất tạo nên việc xử lý bề mặt được yêu cầu đơn giản là chỉ tách các chất bẩn như dầu, chất bôi trơn khuôn hoặc bụi bẩn nói chung Có 2 phương pháp chính:

+ Phương pháp lớp mỏng bề mặt

+ Phương pháp mài mòn và làm sạch bằng dung môi sau khi lớp mỏng bề mặt được tách ra

- Phương pháp lớp mỏng bề mặt được minh họa trong hình 4.8/124: Lớp mỏng

được làm bằng vải như Dacrori (tên thương phẩm của sợi PETF) hoặc vật liệu tương tự được đặt trên bề mặt dán như hình vẽ 4.8/124 và lớp này chỉ được tách

ra ngay trước khi dán tạo bề mặt sạch có khả năng dán

- Tuy nhiên nhiều tác giả đã cho rằng thật khó khẳng định rằng lớp mỏng trên bề mặt này không để lại sự nhiễm bẩn đáng kể, do sự thải ra của các cấu tử dùng để sản xuất miếng mỏng này làm giảm độ bền của vật liệu composit được dán

- Parker và Waghorne đã dùng XPS nghiên cứu sự ảnh hưởng của chất bẩn đến độ bền mối nối Họ phát hiện thấy sự có mặt của các chất bẩn chứa flo và silicon, phản ảnh sự có mặt của chúng màng trên lớp mỏng này thải ra

- Ảnh hưởng này được minh họa trên hình 4.9/125 như ta thấy độ bền mối nối

giảm nhanh khi hàm lượng tăng nhưng tốc độ giảm độ bền phần nào phụ thuộc keo được dùng

- Vị trí phá vỡ mối nối ở bề mặt tiếp xúc keo/composit tăng khi mức độ nhiễm bẩn tăng Ở hình vẽ này cho thấy tính chát của keo epoxy một thành phần đóng rắn nóng tốt hơn điều này chứng tỏ khả năng thay thế và hòa tan các chất bẩn trên bề mặt của keo này tốt hơn so với loại keo epoxy hai thành phần đóng rắn ở nhiệt độ thấp hoặc nhiệt độ phòng

- Để khắc phục vấn đề này cần phải dùng lớp mỏng bảo vệ không để lại vết bẩn

- Phương pháp này được áp dụng thành công trong công nghiệp Phương pháp có hiệu quả nhất là xử lý bằng phương pháp mài mòn sau đó dùng dung môi rửa sạch các sản phẩm mài mòn

- Phun cát mịn nhẹ với những hạt nhôm rất hữu hiệu trong việc tách các chất bẩn còn lại nhưng mài mòn bằng tay, đặc biệt dùng những tấm đệm mài mòn trên thị trường cũng có hiệu quả tương đương.(Hình minh họa ở bảng 4.8/126)

- Matenzo cho rằng một vài phương pháp xử lý có thể cho độ nhám tương đối cao dẫn đến kết dính cơ học làm tăng kết dính nội

- Tuy nhiên một số tác giả khác không công nhân cơ chế này Ngay cả những nghiên cứu trước đây cũng kết luận rằng bề mặt không bị nhiễm bẩn là yếu tố vô cùng quan trọng

- Do vậy chức năng chính của lớp mỏng là bảo vệ bề mặt cho đến trước khi dán, lúc đó cần xử lý bằng dung môi làm sạch hoặc mài mòn để tách những chất bẩn từ lớp mỏng để lại

- Có thể dùng dung dịch acid để xử lý nhưng cho độ bền mối nối không cao bằng phương pháp xử lý mài mòn, làm sạch bằng dung môi

- Một vấn đề khác nảy sinh khi dán chất dẻo lớp cốt sợi đó là ẩm được hấp thụ trong vật liệu composit có thể xảy ra trong quá trình dán làm kết dính giảm và tạo nên các lỗ bọt trong lớp keo

- Để khắc phục hiện tượng này cần phải làm khô vật liệu composit trước khi dán cũng như cần phải tách dầu thủy lực được hấp phụ ra khỏi vật liệu composit trước khi dán

4.2.5 Cao su

- Cao su được dán dễ nhất với các vật liệu khác trong quá trình lưu hóa

- Bề mặt cao su chưa lưu hóa nên được làm sạch và không chứa chất bẩn như những chất bẩn từ khuôn và nền kim loại (khi dán với kim loại) nên tẩy dầu mỡ theo sau bằng phun sạn hoặc cát

- Có thể tẩy dầu mỡ bằng dung dịch kiềm tiếp theo bàng acid ăn mòn

- Đối với những kim loại đặc biệt phải có những phương pháp xử lý đặc biệt

- Tuy nhiên trong một vài trường hợp cần phải dán cao su sau khi lưu hóa Nghĩa là tiến hành dán khi cao su đã lưu hóa

- Ưu điểm là có thể dán những sản phẩm cao su có hình dáng phức tạp Nhưng phương pháp này không kinh tế và kỹ thuật dán những vật liệu này 1 giai đoạn: dán/lưu hóa

- Wake cho rằng khi mối nối đòi hỏi chỉ cần tải trọng bé, làm sạch cao su đã đóng rắn với dung môi làm nó bị trương một phần sau đó quét keo

- Nếu mối nối chịu tải trọng lớn thì cần phải tách bề mặt cao su đã lưu hóa bằng cách mài mòn ngay trước khi quét keo

- Aính hưởng của các phương pháp xử lý khác nhau trước khi dán được khảo sát bởi Spearman và Hatchinson, kết quả được đưa ra ở bảng 4.9/128

- Cao su thiên nhiên nhạy với loại xử lý bề mặt, với mài mòn có hiệu quả nhất đối với cao su cloropren là loại cao su tương đối kém nhạy

- Đối với hầu hết các loại cao su thì xử lý bề mặt bằng phương pháp mài mòn cơ học cho độ bền mối dán là tốt nhất

- Tuy nhiên các cao su đã đóng rắn khác như cao su butyl và cao su propylen-dien khó dán hơn nhiều so với những loại trên phân cực hơn, độ không

etylen-no cao hơn

- Copolyme khối SBS, polystyren-polybutadien-polystyren được dùng rộng rãi nhất trong công nghiệp giày, được dùng làm đế giày