+86-0571-83175630
[email protected]
محتوى
البولي إيثر المعدل بالسيلان، والذي يُطلق عليه عادة مادة لاصقة البوليمر MS، عبارة عن مادة مطاطية معالجة بالرطوبة مبنية على عمود فقري مرن من البولي إيثر مغطى بمجموعات سيلاني تفاعلية. إنه يربط الزجاج والمعدن بسهولة، وغالبًا ما يحقق فشلًا متماسكًا بدون مادة أولية، ومع ذلك فإن نفس التركيبة غالبًا ما يكون أداؤها ضعيفًا على مزيج PC وABS وPC/ABS على الرغم من أن هذه المواد البلاستيكية تحمل مجموعات وظيفية قطبية.
هناك آليتان تشرحان الأداء القوي على الزجاج والمعدن، وفهمهما هو المفتاح لفهم النقص في نظام PC/ABS.
يحمل الزجاج طاقة سطحية تبلغ حوالي 60 إلى 70 مللي جول/م 2 والألمنيوم المؤكسد حوالي 45 إلى 60 مللي جول/م 2 ، وكلاهما أعلى بكثير من التوتر السطحي للمادة اللاصقة البوليمر MS. تملي الديناميكا الحرارية المبللة أنه عندما يكون التوتر السطحي للمادة اللاصقة أقل من التوتر السطحي الحرج للركيزة، فإن المادة اللاصقة تنتشر بالكامل وتحقق الاتصال على المستوى الجزيئي، وهو الشرط المسبق للالتصاق الحقيقي.
الأسطح الزجاجية غنية بمجموعات السيلانول (Si-OH) وتحمل الأسطح المعدنية طبقة أكسيد رطبة تحتوي على هيدروكسيلات وفيرة. تتحلل مجموعات نهاية السيلان من لاصق بوليمر MS أثناء المعالجة إلى مجموعات سيلانول التي تشكل روابط هيدروجينية قوية مع هذه الهيدروكسيلات السطحية، ثم تتكثف أكثر في روابط Si-O-M التساهمية. هذا المزيج من التثبيت الفيزيائي والترابط الكيميائي هو ما يوفر التصاقًا متينًا.
إن PC وABS ليسا من المواد البلاستيكية الكلاسيكية ذات السطح المنخفض مثل البولي بروبيلين، ومع ذلك فإن مادة البوليمر MS لا تربطهما بشكل جيد. هناك أربعة عوامل على مستوى الواجهة تشرح السبب.
يحتوي بولي كربونات ثنائي الفينول-A القياسي على مجموعات كربونات قطبية (-O-CO-O-)، ولكنها موجودة داخل عمود فقري عطري صلب. على عكس مجموعات السيلانول المكشوفة بحرية على الزجاج، فإن مجموعات كربونات الكمبيوتر الشخصي محمية بحلقات بنزين ضخمة وهياكل الأيزوبروبيليدين، مما يجعل من الصعب عليها تكوين شبكة رابطة هيدروجينية فعالة مع مجموعات السيلانول في لاصق بوليمر MS.
ABS عبارة عن بوليمر مشترك ثلاثي المونومر من الأكريلونيتريل والبوتادين والستايرين. تمنح مرحلة البيوتادين ABS صلابة تأثيره ولكنه في حد ذاته مطاط غير قطبي يهاجر نحو السطح ويقلل من الطاقة السطحية الإجمالية، في حين أن مكون الستايرين قطبي ضعيف فقط. معًا يخلقون كيمياء سطحية غير مستوية، لذلك يختلف سلوك الترطيب والترابط اللاصق من نقطة إلى أخرى في نفس الجزء.
يعتمد الارتباط الموثوق بمادة لاصقة البوليمر MS على تكوين الرابطة التساهمية، وهي الطريقة التي تتكثف بها هيدروكسيلات الزجاج والمعادن مع مجموعات السيلانول. تفتقر أسطح PC/ABS إلى مواقع تفاعلية مكافئة؛ يمكن لمجموعة كربونات الكمبيوتر الشخصي أن تتفاعل بشكل ضعيف مع السيلان، ولكن ليس بما يكفي لتشكيل رابط كيميائي مستقر.
عادةً ما تكون أجزاء PC/ABS مصبوبة بالحقن، وتهاجر عوامل تحرير القالب ومواد التشحيم إلى سطح الجزء أثناء المعالجة، مما يشكل طبقة تلوث رقيقة جدًا. تقلل هذه الطبقة من الطاقة السطحية وتمنع الاتصال المباشر بين المادة اللاصقة والركيزة السائبة، مما يزيد من إضعاف قوة الرابطة.
لقد قضى كبار صانعي المواد اللاصقة على مستوى العالم سنوات في تطوير إصلاحات حاصلة على براءة اختراع للمادة اللاصقة البوليمرية MS على اللدائن الهندسية. توضح براءتا اختراع سيكا الوضع الحالي للفن.
| براءة اختراع | النهج الأساسي | التفاصيل الرئيسية |
| إب 3684872B1 | ثنائي الأمينوسيلان بالإضافة إلى الملدنات البوليمرية | أمينوسيلان أحادي/قليل القسيم S1 (4.5 إلى 14.5 بالمائة نيتروجين) وأمينوسيلان قليل القسيم S2 (15 إلى 20 بالمائة نيتروجين)، كل منهما بنسبة 0.5 إلى 2.5 بالمائة من التركيبة، إلى جانب 15 إلى 35 بالمائة ملدنات بوليمرية |
| الولايات المتحدة 9708517 | إيثوكسي ميركابتوسيلان للترابط بدون برايمر | 3-مركابتوبروبيل ثلاثي إيثوكسيسيلان مقترنًا بمحفزات تيتانات أو زركونات أو ألومينات مثل تيتانات رباعي بوتيل، بالإضافة إلى محفز قاعدة جوانيدين أو إيميدازول |
أدت إضافة 1 بالمائة فقط من 3-ميركابتوبروبيل تريثوكسيسيلان مع محفز تيتانات Tyzor IBAY إلى زيادة قوة الروابط على المواد البلاستيكية مثل PVC، وقد صمد التحسن من خلال التعتيق الناتج عن الحرارة الرطبة والتعرض للماء المغلي.
في تركيبة EP 3684872B1، ترتبط المجموعات الوظيفية الأمينية للأمينوسيلان S1 وS2 كيميائيًا بسطح الركيزة من خلال مسارات تفاعل منفصلة، بينما تتفاعل مجموعات الألكوكسي الخاصة بها مع مجموعات السيلان النهائية للعمود الفقري لبوليمر MS أثناء المعالجة، مما يؤدي إلى تثبيت المادة اللاصقة كيميائيًا على الركيزة. يعمل الملدن البوليمري، وهو بوليمر سائل عالي الوزن الجزيئي بدلاً من مادة مضافة ذات جزيء صغير، على تحسين المرونة والتماسك مع ضبط سلوك الترطيب على الركائز التي يصعب ربطها وتعزيز الانتشار البيني بين السلاسل اللاصقة والبلاستيك. نفس التركيبة تؤدي أداءً يتجاوز ABS، وتمتد إلى البولي أوليفينات مثل PP وPE، ومطاط EPDM، وPMMA، وطلاءات PVDF.
في طريقة الولايات المتحدة 9708517، تكون مجموعة الثيول (-SH) في إيثوكسي ميركابتوسيلان شديدة التفاعل ولها ألفة قوية لكل من الأسطح المعدنية والبلاستيكية، وتشكل جسرًا كيميائيًا قويًا بين المادة اللاصقة والركيزة. يعمل المحفز على تسريع عملية التحلل المائي والتكثيف للسيلان، بينما يقوم المحفز الأساسي بدفع التفاعل البيني للأمام.
يعتمد كلا طريقي براءات الاختراع المعتمدين على السيلاني على عوامل اقتران السيلاني المكلفة، والتي ترفع تكلفة لاصق البوليمر MS ولا تزال تترك سقفًا للأداء. الحل الأكثر أهمية هو تعديل راتنج MS نفسه. تقوم شركة Kaneka اليابانية، وهي منتج رئيسي لراتنجات MS، بمزج راتنجات MS الأساسية مع راتنجات MS المعدلة بالأكريليك من راتنجات السيلان الهجينة من سلسلة MA؛ تقدم شرائح الأكريليك وحدات قطبية من الكربونيل والإستر تعمل على زيادة الجذب بين الجزيئات مع المجموعات القطبية الخاصة بـ PC/ABS، مما يحسن التقارب البيني عند مصدر الراتنج.
لقد هيمنت شركات دولية مثل Kaneka وWacker Chemie الألمانية على راتنجات MS المتطورة منذ فترة طويلة، مما أدى إلى إبقاء الأسعار مرتفعة وترك الشركات المصنعة للمواد اللاصقة الصينية معرضة لمخاطر سلسلة التوريد خلال فترات عدم الاستقرار العالمي.
قامت شركة Nanjing Tsingqi New Materials Technology Co., Ltd ببناء منصة MS الراتنج الخاصة بها، سلسلة TSINGO، وأطلقت مؤخرًا سلسلة راتنجات HP جديدة مصممة خصيصًا للالتصاق القوي بالكمبيوتر الشخصي، وABS، وPC/ABS لسوق السيارات الصيني سريع النمو. أظهرت لوحات الاختبار التي تستخدم هذا الراتينج فشلًا متماسكًا (CF)، وهو نفس وضع الفشل المرتبط بالروابط القوية التي يحققها لاصق بوليمر MS على الزجاج والمعدن.
ستقدم شركة Nanjing Tsingqi New Materials سلسلة راتنجات البولي إيثر المعدلة بالسيلان TSINGO SMP في معرض شنغهاي الدولي للمواد اللاصقة ومانع التسرب في الفترة من 15 إلى 17 سبتمبر 2026، حيث يمكن للزوار معرفة المزيد عن خط الراتنج وطلب عينات مجانية.
تعود صعوبة ربط المادة اللاصقة البوليمرية MS بجهاز PC/ABS إلى ثلاثة عوامل متفاعلة في علم الواجهة: قابلية البلل، والتوافق الكيميائي، والتفاعل البيني. يمكن لطرق براءات الاختراع القائمة على المواد المضافة والتي تستخدم الأمينوسيلانات أو الميركابتوسيلانز أن تسد جزءًا من الفجوة، لكن التعديل على مستوى الراتينج يعالج مشكلة التوافق من مصدرها. يعد اختيار راتينج MS محليًا قادرًا على تجاوز سقف الأداء وخطوة نحو سلاسل التوريد الأكثر أمانًا والاعتماد على الذات.
بشكل عام، لا يمكن أن يحقق لاصق بوليمر MS القياسي التصاقًا موثوقًا طويل الأمد بجهاز الكمبيوتر/ABS دون مساعدة. يتطلب الأداء بدون مادة أولية تغييرات في التركيبة، مثل نظام المركابتوسيلان والمحفز الحاصل على براءة الاختراع الأمريكية رقم 9708517، أو الراتنج المصمم خصيصًا لهذه الركائز.
كلاهما صعب ولكن لأسباب مختلفة. يتم حماية مجموعات الكربونات القطبية الخاصة بالكمبيوتر الشخصي بشكل فراغي داخل العمود الفقري العطري الصلب، في حين أن كيمياء سطح ABS غير متساوية لأن طور البيوتاديين غير القطبي الخاص به يهاجر نحو السطح.
على عكس الملدنات ذات الجزيئات الصغيرة، تعمل الملدنات البوليمرية ذات الوزن الجزيئي العالي على ضبط سلوك ترطيب المادة اللاصقة على الأسطح منخفضة الألفة وتعزيز الانتشار المتبادل بين سلاسل المادة اللاصقة والركيزة البلاستيكية، مما يعزز الترابط بين الأسطح بدلاً من مجرد تليين المادة اللاصقة المعالجة.
تنتقل عوامل تحرير القالب ومواد التشحيم المستخدمة في قولبة الحقن إلى سطح الجزء، وتشكل طبقة تلوث رقيقة تقلل من طاقة السطح وتمنع الاتصال المباشر بين المادة اللاصقة والركيزة.