Diese Präsentation wurde erfolgreich gemeldet.
Wir verwenden Ihre LinkedIn Profilangaben und Informationen zu Ihren Aktivitäten, um Anzeigen zu personalisieren und Ihnen relevantere Inhalte anzuzeigen. Sie können Ihre Anzeigeneinstellungen jederzeit ändern.

2018 11-07-verbinden-ongelijksoortige-materialen-ku leuven-lijmen

116 Aufrufe

Veröffentlicht am

Slotevent 'Verbinden van ongelijksoortige materialen' - Lijmen, verbindingstechniek voor nieuwe materialen - P. Coudeville, KU Leuven

Veröffentlicht in: Technologie
  • Get access to 16,000 woodworking plans, Download 50 FREE Plans... ▲▲▲ http://ishbv.com/tedsplans/pdf
       Antworten 
    Sind Sie sicher, dass Sie …  Ja  Nein
    Ihre Nachricht erscheint hier
  • Gehören Sie zu den Ersten, denen das gefällt!

2018 11-07-verbinden-ongelijksoortige-materialen-ku leuven-lijmen

  1. 1. Ing Coudeville Pol Lijmen: verbindingstechniek voor nieuwe materialen
  2. 2. Yes we can…
  3. 3. 2/34
  4. 4. De nieuwe materialen Boeing 787 Dreamliner 4/34
  5. 5. • Metallic -(Fe)n- • Natural • Ceramic The build up of Materials -(CaCO3)n- 5/34
  6. 6. Links between chemistry & physics & technolgy 6/34
  7. 7. Chemistry & physics links between structure & properties (*) 7/34
  8. 8. What is in dust? ( * ) 8/34
  9. 9. Removal of impurities (dirt - vuil): ( * ) residues of combustion What is dirt? 9/34
  10. 10. 10/34 Gas Liquid Diamond decreasing chainlength increasing crosslinking Polymer fundamentals: increasing crosslinking–changing properties Link to & Tm viscosity – malleability – elasticity – stiffness – ductility – strength – brittleness - ntching -CH2-CH2- solids
  11. 11. 11/34 Interaction in POLYMERS – an overview Wettability
  12. 12. Link: Feica: educational materials 12/34
  13. 13. Basiskennis verbindingstechnieken wenselijk? 13/34
  14. 14. ADHESIVES Physical hardening 14/34
  15. 15. hotmelt Water- oplosbare lijmen Struc- Tu- rele lijm Oplosmiddel lijm contactlijm Pressure sensitive adhesive PSA Tapes emulsielijm 2K adhesive Secondenlijm Epoxy lijm UV- hardende lijm 2K PUR lijm Anaerobe lijm Plastisol 1 K PUR lijm Siliconen kit
  16. 16. Removal of impurities 1 Roughening of the substrate surface 2 Physical and chemical activation of the surface 3 Surface activation 16/34
  17. 17. WATER Water prevents adhesion 17/34 1. The removal of impurities ( water, oil, soot, dust, oxides… ) condense!
  18. 18. Removal of water, oil, soot, dust, oxides, organic residues… Drying Soap, detergent, solvent, base Acid Mechanical Solvent, plasma Flame, 15/34
  19. 19. 19/34 2. Activation by Surface roughening & Mechanical interlocking diffusive adhesion - entanglement Tack!!! Stringing entanglement Sticking PSA
  20. 20. tri ethoxy vinyl silane Primers - Silaneren – Chemical activation of a substrate Y = vinyl of –CH=CH2 + polyvinylbenzene (PS) 20/34 3. Physical and chemical activation of the surface eerst hydrolyse dan binding op oppervlak + H2O + ROH + H2O + H2O
  21. 21. Physical activation of a surface by means of Plasma – flame – ai rplasma = corona hoogspanning electrode Procesgas (lucht) plasma Surface-activation 21/34 Distribution OH radicals in a turbulent methane/air flame =min
  22. 22. Activation of a surface by Surface cleaning 22/34 Phosphatation (PO4)3- Chromatation (CrO4)2- Anodisation of a metalsurface (oxides) Activation of a surface by the application of a conversion coating
  23. 23. Measuring Surface tension Water: * surface energy density of 0.073 J/m2 and * surface tension of 0.073 N/m. 23/34 H-OH 72,75 mN/m CH3-OH 22,60 mN/m CH3-CH2-OH 22,65 mN/m HOCH2-CH2OH 47,20 mN/m HOCH2CHOHCH2OH 63,00 mN/m Glass 250 – 550 mJ/m2 Metals 200 – 1100 mJ/m2
  24. 24. Measuring liquids - surface tension - mN/m solids - surface energy density - mJ/m2 24/34
  25. 25. METALS -(Fe)n- 22/34
  26. 26. 26/20 oil Water , metals, glass, ceramics and wood are polar and Polyethylene & Polypropylene are oily!!! -CH2- moistens everything!!! Hydrophylic - hydrophobic 26/34 POLYMERS Water on an oily substrate i.e. PE or PP
  27. 27. Compatibilty/Wettability Liquids: Surface Tension 1mN/m = 1 dyne/cm De oppervlakte energie van het substraat moet hoger zijn dan de oppervlakte-energie van de lijm. ↑ 40 mN/m 27/34 Solids: Surface energy 1mJ/m2 mN/m mJ/m2mJ/m2 mJ/m2 mJ/m2
  28. 28. 28/34 HO OH tack - “glueing” – sticking – hardening Toughness elastomer thermoplast thermoset OH HO O Heat Tack!!! ADHESION
  29. 29. Hybride verbindingen 29/34
  30. 30. 31/34 The build up of POLYETHYLENE - PE Molecular movement on a macromolecular scale Entanglement Pe is lighter than water Pe is less dense than water Polymers
  31. 31. 28/34
  32. 32. https://www.techsil.co.uk/media/wysiwyg/pdf/Adhesive_Bonding_of_Polyolefin.pdf https://www.google.com/patents/EP0476203A1?cl=en “Thermosetting acrylic adhesives have been introduced that can bond directly to many low surface energy plastics, including many grades of polypropylene, polyethylene, and other polyolefin, without special surface preparation. This characteristic is believed to be due to diffusion of the acrylic monomer into the substrate before cure. It seems that the bonds formed on low density polyethylene result in substrate failure and that an interphase of mixed adhesive and polyethylene is formed up to 1.5 mm thick.” 29/34 Joining of polyolefins by means of adhesives is not the most appropriate way of joining. Polyolefins can best be joined through entanglement- welding,
  33. 33. Cyanoacrylate adhesives do not wet or adhere well to polyolefins. The surface tension of the adhesive is much higher than that of the substrate. However, polyolefins can be primed for adhesion to cyanoacrylates by certain chemical compounds normally considered to be activators for cyanoacrylate polymerization. Materials such as long chain amines, quaternary ammonium salts and phosphine can be applied in either pure form or in solution to the surface of the polyolefin. It appears that one of the main reasons for improved adhesion by primers with cyanoacrylate adhesives is that the solvents wet-out and swell the polyolefin. This then facilitates interpenetration of the low viscosity cyanoacrylate resin. These primers are simply sprayed or brushed onto the substrate. After drying of the primer, the cyanoacrylate adhesive is conventionally applied and bonds extremely well to the substrate. Triphenylphosphine or cobalt acetylacetonate primers used with cyanoacrylate adhesives produce adhesive bonds with polypropylene and low density polyethylene that are sufficiently strong to exceed the bulk shear strength of the substrate. They are also sufficiently durable as to withstand immersion in boiling water for long periods of time. 30/34
  34. 34. Primer [1] Acrylate [3] PE or PP Acrylate adhesive polymerized adhesive physically bonded to (PE or PP) [4] 31/34 swollen PE or PP [2]
  35. 35. Hechting op een substraat met een lage oppervlakte-energie [1] is eigenlijk een contradictio in terminis. Hechting (moleculaire interactie) ontstaat als gevolg van de energietransfer van het substraat naar de lijmmolecules. Een hechting wordt dan ook bespoedigd door technieken toe te passen die de oppervlakte-energie van een grondig gereinigd substraat verhogen (oppervlakte-activatie behandeling met plasma, vlam, primers, sterke zuren etc…) Anderzijds kan men er ook zorgen dat er zich vlot een intermolecuaire vernesteling voordoet tussen met primer “ijler” gemaakte PE/EE-substraatmoleculen [2] en de geappliceerde polymeriserende lijm-monomeermolecules (vloeibare acrylaten [3]). De groeiende lijmmolecules omkapselen hierbij de olefinemolecules en verzekeren op die manier de hechting [4]. Maar eigenlijk is het evidenter om niet te verlijmen maar de tot smelten opgewarmde substraat- staafjes, tegen elkaar te drukken. Tijdens het samendrukken van beide uiteinden zal er zich een fysische cohesieve vernesteling voordoen van de molecules in de smeltzone. Dit leidt tot een intense vernesteling of een aanzienlijke interactie/binding/adhesie over de contactzone (spiegel-, plasma-, ultrasoon-, smelt- en hete lucht lassen). Bij deze alternatieve verbindingstechniek is de sterkte van de verbindingszone gewoonlijk zelfs groter dan de treksterkte van het basismateriaal. 32/34
  36. 36. De meest logische manieren van verbinden van PE en PP 33/34
  37. 37. pol.coudeville@kuleuven.be 34/34

×