Caractérisation des particules dans l'industrie des adhésifs

Des adhésifs et les colles sont largement utilisés dans de nombreux secteurs de l'industrie ou leur utilisation est essentielle dans la fabrication de milliers de produits. Il existe de nombreux types de formulation et de méthodes capables de réaliser le collage ou le jointement de diverses matières. Les matériaux adhésifs doivent être capables de mouiller la surface sur laquelle ils sont appliqués au moins pour un instant et doivent être utilisé en couche relativement fine avant de former un joint capable de transmettre une contrainte qui soit à la fois « forte et légère »

L'industrie des adhésifs utilise l'analyse de la taille et de la forme des particules ainsi que la caractérisations de la stabilité et de la rhéologie.

Si vous avez la responsabilité de formuler un nouvel adhésif ou d'améliorer les performances d'un produit existant le contrôle de la taille et de la forme des particules et le comportement rhéologique sont des paramètres essentiels.

Il est bien connu que la viscosité est une mesure importante pour contrôler l'écoulement des adhésifs lors des opérations d'étalement. Il est habituel de mesurer les profils de viscosité sur une large gamme de vitesse de cisaillement pour simuler l'écoulement lors des conditions d'étalement ou de recouvrement. Pour certains adhésifs la mesure à haut gradient de vitesse montre si une base ou une émulsion modifiée est stables ou instable dans ces conditions.

Les mesures rhéologiques à haut gradient de vitesse sur des adhésifs sensibles à la pression peuvent expliquer les variations dans les propriétés de transfert durant le revêtement des gravures. Ainsi une augmentation de la fraction de solide augmente la viscosité. Pour un haut taux de solide un comportement rhéo-épaississant peut apparaître à haut grandient de vitesse créant l'augmentation de la viscosité et une diminution de l'écoulement.

Une taille de particules plus petite augmente généralement la viscosité à bas gradient de vitesse due aux interactions colloïdales. La viscosité est souvent indépendante de la taille des particules à haut gradient de vitesse car les forces hydrodynamiques dominent. Une large distribution de taille de particules donne généralement une viscosité plus faible qu'une distribution étroite car les particules ont la possibilité de se compacter davantage. De plus différents fillers ayant des formes de particules différentes (ex plaquettes, grains, sphères, aiguilles) peuvent affecter de façon significative les propriétés rhéologiques. Par exemple, les matériaux ayant un aspect ratio (rapport longueur/largeur) important réduisent leur flexibilité.

Les agents thixotropes (épaississants) tels que les fumée de silice, le talc, les silices colloïdales et les silicate sont utilisées dans les adhésifs pour modifier les propriétés d'écoulement, d'extrusion, de stabilité (éviter la sédimentation), améliorer le retrait, le renforcement des colles réticulées et le durcissement au séchage. Le collant et l'écaillage sont des propriétés importantes qui peuvent souvent être mesurées grâce aux propriétés viscoélastiques des adhésifs sur une large gamme de fréquence.

Lors du stockage les adhésifs doivent être stables sous différentes conditions de température. Contrôler la taille des particules renseigne sur le fait qu'un changement a commencé qui va limiter le temps de conservation.

Formuler un produit stable peut être facilité par la mesure du potentiel Zêta L'assurance que les particules d'un adhésif ont un fort potentiel Zêta signifiera qu'elles vont résister à l'agrégation. Le potentiel Zêta des particules peut dépendre de certains paramètres de formulation comprenant le pH, la concentration en ions, . l'étude des modifications du potentiel Zêta en fonction de différentes préparations permet de formuler des produits plus fiables.