ينظر مطوّرو المواد اللاصقة إلى الغرافين لمهمتين مختلفتين. الأولى ميكانيكية: وصلات إنشائية أكثر متانة وقوة. والثانية حرارية: مركبات تغليف ومواد لاصقة حرارية تنقل الحرارة بعيدًا عن الإلكترونيات. يتناول هذا المقال الاثنتين، ويشرح كيف تُورَّد إضافة الغرافين للمواد اللاصقة لدينا (Graphene Adhesive Additive) لأنظمة الإيبوكسي والبولي يوريثان والأكريليك، ويوضح كيف تُختبر بشكل صحيح.
لماذا الغرافين في مادة لاصقة
الأداء الميكانيكي
الغرافين من أقوى المواد التي قيست على الإطلاق كطبقة منفردة (Lee et al., Science, 2008). وفي المادة اللاصقة، يمكن للرقائق الرقيقة المنتشرة في الراتنج المعالَج أن تتفاعل مع الشقوق النامية، وهي إحدى الآليات التي يدرسها الباحثون لزيادة متانة المواد المتصلدة بالحرارة الهشة مثل الإيبوكسي. ويعتمد التأثير كثيرًا على التشتت ونسبة التحميل.
الأداء الحراري
قيست الموصلية الحرارية العالية جدًا للغرافين أحادي الطبقة لأول مرة على يد Balandin وزملائه (Nano Letters, 2008). وفي مركب التغليف أو المادة اللاصقة الحرارية، الهدف هو مساعدة المادة المعالَجة على توصيل الحرارة أفضل من الراتنج غير المعبأ. ويعتمد الأداء الحراري في المادة المركبة على كيفية اتصال الرقائق، لذا فإن نسبة التحميل والتشتت مهمان هنا أيضًا.
كلاهما من الأمور التي صُمم الغرافين للمساعدة فيها. ولا ننشر أرقام أداء للمواد اللاصقة؛ وتُجرى كل تجربة مقارنةً بالوصلة المرجعية لدى العميل.
ما هي الإضافة
- الوسط الناقل: تشتت في راتنج أو مذيب مطابق لنظام المادة اللاصقة.
- الكيمياءات: المواد اللاصقة ومواد الإحكام ومركبات التغليف من الإيبوكسي والبولي يوريثان والأكريليك.
- الجرعة: من 1٪ إلى 7٪ وزنًا، حسب الاستخدام.
- الحالة: patent pending (براءة اختراع قيد الإيداع)، مصنوعة في الولايات المتحدة في Charlotte, NC، بلا أسود الكربون، ولا تُباع أبدًا كمسحوق.
ولأن الغرافين مشتت بالفعل، فلا يوجد مسحوق جاف يحتاج إلى ترطيب. وفي الإيبوكسي ثنائي المكونات، تُخلط الإضافة عادةً في جانب الراتنج قبل إضافة المُصلِّد.
نقاط يجب مراقبتها في التركيب
- اللزوجة: أي مادة مالئة قد تزيد سماكة النظام. افحص اللزوجة وسلوك التوزيع، خاصةً في منتجات الخراطيش والقياس والخلط (meter-mix).
- عمر الخليط والمعالجة: قِس زمن التهلّم ومنحنى المعالجة بعد إضافة الإضافة.
- الخصائص الكهربائية: الغرافين يوصل الكهرباء. وفي مركبات التغليف التي يجب أن تعزل أيضًا، قِس المقاومية الحجمية وقوة العزل الكهربائي على المركب المعالَج. ولا تفترض أن المركب المحسَّن حراريًا لا يزال عازلًا.
- اللون: الغرافين أسود.
كيف تختبرها
- اختر منتجًا مرجعيًا ذا بيانات معروفة للالتصاق والمعالجة.
- حضّر نسبتين أو ثلاث نسب تحميل ضمن 1٪ إلى 7٪، مخلوطة بالطريقة نفسها.
- حضّر الأسطح بشكل متسق. فتحضير السطح يؤثر في نتائج المادة اللاصقة أكثر من أي شيء آخر تقريبًا. واستخدم الصنفرة والتنظيف والبرايمر نفسها لكل عينة.
- أجرِ اختبار القص بالتراكب. القص بالتراكب المفرد على أسطح معدنية هو أكثر الاختبارات الأولى شيوعًا؛ وASTM D1002 هي الطريقة المعتادة لوصلات المعدن بالمعدن.
- أجرِ اختبار التقشير أو الصدم إذا كانت المتانة مهمة لاستخدامك.
- أجرِ اختبارات حرارية لمركبات التغليف والمواد اللاصقة الحرارية: الموصلية الحرارية للمركب المعالَج، إضافةً إلى فحوص العزل الكهربائي.
- عرّض بعض العينات للتقادم. الرطوبة أو دورات الحرارة أو التعرض للسوائل، أيها يحدده عملاؤك.
- انظر إلى نمط الانهيار. فالانهيار التماسكي مقابل الانهيار الالتصاقي يخبرك بقدر ما يخبرك به الرقم.
ما لا ندّعيه
لا ندّعي أرقامًا لمقاومة القص بالتراكب أو المتانة أو الموصلية الحرارية أو عمر الخدمة للمواد اللاصقة المصنوعة بإضافتنا، وليست لدينا دراسات حالة لعملاء نشاركها. والادعاءات الوحيدة المهمة هي تلك التي يؤكدها مختبر الاختبار لديك.
«المادة اللاصقة جيدة بقدر الوصلة التي تمسكها، لذا فإن جهاز اختبار القص بالتراكب له الكلمة الأخيرة». — Frans Alkemade
من أين تبدأ
إذا كنت تصنع عدة منتجات لاصقة، فابدأ بالمنتج الذي تكون فيه الخاصية المطلوبة هي الأهم ولديك له أنظف بيانات مرجعية. ولزيادة المتانة، يُعد الإيبوكسي الإنشائي ثنائي المكونات ذو النتائج المعروفة في القص بالتراكب والتقشير مرشحًا جيدًا. وللعمل الحراري، يُعد مركب التغليف ذو الموصلية الحرارية وبيانات العزل المقيسة بداية معقولة. وتجنّب البدء بمنتج وصل بالفعل إلى حده في اللزوجة أو التوزيع، لأن أي مادة مالئة تزيد من ذلك.
التوسع في الإنتاج
عندما تبدو تركيبة المختبر واعدة، اصنع دفعة تجريبية على معدات الإنتاج وكرر الاختبارات الرئيسية. وافحص مدة صلاحية جانب الراتنج المعبأ، لأن الترسب في خرطوشة مادة لاصقة نهائية مسألة مختلفة عن الترسب في عبوتنا. واحتفظ بعينات مرجعية من كل دفعة.
قراءات ذات صلة
راجع كيف تختار الوسط الناقل لتشتت الغرافين، ودليلنا للبلاستيك والمواد المتصلدة بالحرارة، والغرافين في صناعة الطيران والفضاء.
اقرأ البيان الصحفي لإضافة المواد اللاصقة، أو راجع صفحة الغرافين في الراتنجات والمواد المركبة، أو اطلب عرض سعر وعينات.
الأسئلة الشائعة
لماذا يُضاف الغرافين إلى الإيبوكسي؟
يُدرس لزيادة متانة الوصلات الإنشائية ولتحسين توصيل الحرارة في مركبات التغليف والمواد اللاصقة الحرارية. وتعتمد النتائج على نسبة التحميل والتشتت.
هل سيجعل الغرافين مركب التغليف لديّ موصلًا؟
قد يؤثر في الخصائص الكهربائية. قِس المقاومية الحجمية وقوة العزل الكهربائي على المركب المعالَج إذا كان يجب أن يعزل.
كم أستخدم من إضافة الغرافين للمواد اللاصقة؟
من 1٪ إلى 7٪ وزنًا، حسب الاستخدام، في وسط ناقل من الراتنج أو المذيب مطابق لنظامك.
هل تنشرون نتائج القص بالتراكب؟
لا. تُجرى كل تجربة مقارنةً بالوصلة المرجعية لدى العميل في مختبره الخاص.
إلى أي جانب من الإيبوكسي ثنائي المكونات تُضاف الإضافة؟
عادةً إلى جانب الراتنج، وتُخلط قبل إضافة المُصلِّد. وافحص اللزوجة وعمر الخليط بعد ذلك.
اطلب عرض سعر أو عينات أو نشرة فنية
أخبرنا بمادتك، والخاصية التي ترغب في تحسينها، والوسط الناقل الذي تستخدمه (ماء أو مذيب أو راتنج أو زيت)، وكمياتك. الأسعار والعينات متاحة عبر عرض السعر فقط. اتصل على 704-659-3682 أو اطلب عرض سعر أو عينات أو نشرة فنية / صحيفة بيانات السلامة.
