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生产中丢失重要表面质量信息的危害

制造商面临的一个主要问题是敏感性问题。每个制造行业的公司都普遍缺乏对材料表面的敏感性。当然,要通过测试表面质量来预测常见制造过程的结果是不容易的,比如粘合剂粘接、结构密封、金属钎焊、聚合物粘接、印刷、油漆或涂层。为了能够在两种物质(即胶水和金属,塑料和塑料,油漆和金属,油墨和薄膜,等等)之间形成一种结合,材料需要在其表面的几层分子层上有适当的化学反应。

作为完整质量保证过程的一部分,监测材料表面的化学状态对确保最终产品满足性能要求至关重要。但这是一些公司正在努力做的事情,并且做得很好。

斗争来自于已经提到的事实,在分子水平上检测污染可能是令人生畏和难以实施的,特别是在生产线上,这一信息是最关键的。

制造商需要:

  • 了解他们目前的测试可能不足的地方

  • 一个很好的替代测试

  • 一个值得信赖的标准,提供了一个解决方案的途径,克服微小的变量,把巨大的扳手投入生产过程。

为了说明许多制造商在分子级污染导致企业级破坏时所面临的挫折,我们将看看一家主要的包装公司,他们在热密封过程中遇到了麻烦,他们是如何克服它的。

制造“好”和“坏”材料的区别是什么?

该公司有间歇性问题热密封聚合物薄膜用于包装纸制品。从本质上说,这个封印并不是很可靠,这给客户带来了真正的麻烦,这家公司不想让他们失望。

该公司能够辨别出现在持有强烈印章的性能测试和电影中的电影。虽然麻烦仍然存在,所以他们运行的质量测试无法讲述两者之间的差异。根据他们的发现,他们似乎相同。然而,密封件保持失败。

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他们知道胶片看起来一模一样,因此推断出问题一定是表面上肉眼看不见的东西造成的。为了找出表面是否有有害物质他们使用了一种非常常见的表面分析技术达因的解决方案

达因油墨是最经常遇到的表面能评价方法用于生产线或在一般的制造。一种物质的表面能通常是指它对其他物质的吸引力:一个高能量的表面通常对其他物质的吸引力;而低能量表面则不然。

达因墨水由一系列具有一定表面能的液体组成。油墨中的各种表面张力是由两种或两种以上具有不同表面张力的相互溶解液体按不同比例混合而成的。市售混合物包括乙醇和水或甲酰胺和2-乙氧基乙醇。通常在混合物中加入蓝色或紫色染料,以提高表面的能见度。

在使用中,将液体混合物的薄膜涂敷在待测表面;如果液膜在不到两秒的时间内分解成液滴,则用较低表面能的混合物重复测试。将在表面上连续薄膜中保持扩散至少两秒钟的液体混合物的表面能被定义为等于表面的能量。然而,这只是表面能的近似,而且精度和精度较低,再现性较差。

此外,由于达因油墨是溶剂,它们在测量过程中清除表面污染物,因此经常不能检测到它们。

这就是这家公司遇到的问题。达因笔没有显示出“好”电影和“坏”电影之间的区别。就本文的目的而言,我们只是根据薄膜密封是否正确来判断其好坏。

BTG实验室研究了达因油墨在表面的作用,发现它们能穿透不良薄膜表面的污染物,给包装公司留下了一种虚假的安全感觉。这些来自达因墨水测试的虚假“全部清除”信号,不可避免地导致该公司急于理解他们为什么让客户失望。

如何检测表面不可见的差异

当BTG实验室分析好电影和坏电影时,nba直播欧宝 是我们用来测量电影之间差异的第一个工具。

测量表面能的接触角方法涉及测量放置在表面扩散的液体的液滴的方式,通常通过测量由下降的周边和表面形成的角度。一种散开批量的液滴具有小的接触角;这意味着它被吸引到表面比吸引自身的表面。一滴扩散很少('珠子')具有大的接触角:其分子被吸引到自己比表面更强烈。液体在表面的接触角与表面的化学状态以非常可预测和可重复的方式改变。

我们最初发现更高的水接触角上的好电影而降低接触角坏电影(图1)。这是不寻常的,因为通常接触角越大表明中表面不会债券或密封正确,但在这种情况下,降低接触角不正确地结合。

图1。用异丙醇擦拭已知良好和已知不良薄膜前后的水接触角测量。

随着异丙醇擦拭,薄膜的接触角增加,这表明引起密封不良的因素可以溶解在异丙醇中,擦拭后薄膜达到了相似的能量状态。

然后用ar 欧宝 。BTG实验室能够消除各种物质的电影和识别坏电影包含一个酰胺基,好电影没有在光谱(图2)。你可以看到红线为坏电影有两个更高的山峰在蓝色框比蓝线的好电影。在这个范围内的活性表明该酰胺基的存在。

图2。已知良好和已知的坏薄膜的红外光谱。

酰胺基一般是亲水的(对水有吸引力),而聚合物薄膜是疏水的(拒水)。这就回答了为什么坏胶片的接触角更低的问题。水是湿润的因为它接触到亲水酰胺基。

在更多调查时,我们发现膜添加剂中含有污染酰胺组。这种吹膜需要润滑剂,也称为滑动,在配方中,在薄膜和冷却过程中通过辊子减少膜上的摩擦。已知这些处理助助剂可减少摩擦,但是在存在过量时可能导致粘合和热密封的挑战。滑移分子是脂肪酸酰胺含有酰胺基团,其通过化学分析鉴定。这是在糟糕的薄膜上存在,而不是良好的电影。

70年代,良好膜在处理前的典型状态是接触角相对较低的能面状态。电晕处理需要降低这些接触角度,增加表面能量,以便薄膜将密封正确。当胶片被处理时,它需要平稳地、毫不费力地滑过送它通过机器的滚筒。

滑动减少了薄膜的摩擦系数,因此它可以自由地在滚筒上进行行程并防止任何垃圾在可以粘在滚筒上建立的垃圾箱。热聚合物倾向于粘在吹膜过程中使用的金属辊。If the slip was not present then the rollers could require additional cleaning, they could transfer unwanted substances onto the film and if there are almost imperceptible catches in the film on the rollers then there could be tiny creases in the film that won’t get treated and lead to similar sealing failures that this packaging company was seeing. So, slip serves a very important purpose, but in excess, it can be detrimental to sealing.

污染物来自哪里?

有几个原因可以解释为什么过量的滑移会出现在薄膜表面。可能有太多的滑添加到这个包装的薄膜配方。有可能有剩余的滑辊子上的前一批不同类型的胶卷。生产设备中温度的变化会对滑移分子的行为产生影响。

炎热的天气会导致更多的滑块迁移到表面,因为当聚合物加热时,分子会变得可移动,而原本应该留在材料中大部分的物质会向外移动。同样,温度过低也会导致滑移剂和其他聚合物之间发生相分离,但这种情况并不常见。想象一下,当你把自制的汤放在冰箱里,汤里的脂肪在低温下凝固,并到达汤的顶部。这是因为脂肪与水相分离。当汤被重新加热以供食用时,脂肪分子就会分散回到汤的其余部分。

无论超差的原因,电影制造商现在都有一种方法来测量和监控它,因为它可以使用水接触角度找到。

滑溜可溶于酒精和许多其他溶剂,包括达因笔的溶剂(图1)。在这种情况下,达因笔墨水不能表明滑溜的存在,因为它溶解了墨水。然而,滑移虽然有一定亲水性,但不溶于水,因此水可以对其产生反应而不溶解它。使用水作为探测液(科学家这样称呼它),该测试能够对薄膜表面实际发生的事情很敏感。

我们能够帮助这种电影制造商使用接触角测量来监控其过程中的过剩。当您在污染物的所有地方检查表面质量,如污染物,如滑块,可能会导致问题或者可以处理它们,那么您可以解决导致摩擦的变量(某种,在这种情况下,滑动还原摩擦,但增加情绪和经济困扰)。我们称之为这些问题,领域是关键控制点。

在关键控制点进行测量,如直接在滚筒上,允许制造商在批次之间发现剩余的滑动残留物。治疗前后测量让您知道何时更改电晕处理水平以改变滑移迁移。在各种温度下测量可以确定当生产的炎热日太热时,滑动迁移太热。测量进入材料的表面质量使您有机会捕获变化,以便如有必要,为“糟糕”材料添加清洁步骤,或者将供应商负责对不一致的部件负责。

使用接触角测量,以调查潜在的原因,过度滑移或存在任何有害于构建可靠产品的污染物可能是有满意的客户和有失望的客户之间的区别。

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