Le plastiche difficili da incollare come le poliolefine e i fluoropolimeri sono comunemente utilizzati in varie industrie per ragioni quali il costo del materiale e la loro intrinseca resistenza alle sostanze chimiche e al calore. Purtroppo, creano notevoli problemi quando il produttore deve incollare questi materiali. Questo articolo passerà in rassegna alcune delle tecniche che possono essere utilizzate per assemblare questi materiali difficili da incollare.
Iniziamo col definire esattamente cosa si intende per materiale difficile da incollare. Questi materiali sono solitamente plastiche termoplastiche e/o tecnopolimeri che hanno una bassa energia superficiale, ovvero scarsa bagnabilità, e superfici lisce e lucide.
La bagnabilità di un materiale è la capacità di consentire a un liquido di distribuirsi uniformemente sulla sua superficie invece di creare delle gocce. Un esempio noto a tutti, è la vernice di un'auto a cui è stata applicata la cera: la cera ha una scarsa bagnabilità e, se bagnata, l'acqua crea delle gocce che non aderiscono e scorrono via facilmente. Parallelamente, quando si prova a incollare un materiale con scarsa bagnabilità, l'adesivo scorre e non riesce ad aggrapparsi alla superficie.
L'energia superficiale di una plastica, e quindi la sua bagnabilità, è valutata misurando l'angolo di contatto di un liquido versato sulla sua superficie.
Una plastica a bassa energia superficiale (sulla sinistra nella figura 1) ha un angolo di contatto più ampio e quindi scarsa bagnabilità e poca adesione. Al contrario una plastica ad alta energia superficiale (sulla destra) ha un angolo di contatto ridotto perché il liquido si è distribuito uniformemente sulla superficie e quindi si farà bagnare e incollare facilmente.
La bagnabilità di una superficie non dipende solamente dal materiale stesso, ma dal suo grado di contaminazione. Le parti in plastica possono essere facilmente contaminate dai distaccanti utilizzati per stamparle o semplicemente dalle mani degli operatori. Una parte fortemente contaminata si farà bagnare dall'adesivo più difficilmente riducendo la forza di adesione. Per eliminare questi contaminanti e migliorare la bagnabilità è sufficiente pulire le parti con alcool isopropilico.
Per poter incollare le plastiche a bassa energia superficiale è possibile utilizzare delle tecniche che modificano la loro bagnabilita'.
Trattamento al plasma
Il trattamento al plasma consiste nel bombardamento di una superficie con ioni di gas. Tra i gas più comunemente utilizzati troviamo argon, elio, azoto e ossigeno. Questo trattamento genera sulla superficie delle plastiche dei gruppi amminici, carbossilici, idrossilici e aldeidi che aumentano l'energia superficiale. Nella tabella 1 sono evidenziati i valori di energia prima e dopo il trattamento.
Trattamento corona
Il trattamento corona espone le parti in plastica a una scarica elettrica in presenza di aria. Questo processo introduce sulla superficie dei legami aperti che aumentano la bagnabilità. Inoltre le scariche aumentano la rugosità superficiale. Questo trattamento viene solitamente utilizzato sui materiali a base poliolefinica e si presta bene all'integrazione nelle linee di montaggio automatiche.
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