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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,有些薄膜没有通过性能测试,而且薄膜的密封性很强。但问题依然存在,因为他们正在运行的质量测试无法区分这两者。根据他们的发现,他们似乎在各个方面都是一样的。然而,海豹不断地失败。

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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上的液滴扩散的方式,通常是通过测量液滴与表面的周长所形成的角度。液滴扩散多,接触角小;这意味着它对表面的吸引力大于对自身的吸引力。滴面扩散很小(“珠状”)的液滴接触角很大:它的分子对自身的吸引力比对表面的吸引力更强。液体在表面上的接触角随着表面的化学状态以一种非常可预测和可重复的方式变化。

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所示。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。已知的好和已知的坏胶片的红外光谱。

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。

经过进一步的研究,我们发现膜添加剂中含有污染的酰胺基团。这种吹制的薄膜需要一种润滑剂,在配方中也称为滑块,以减少薄膜通过滚筒和冷却过程中的摩擦。这些加工助剂可以减少摩擦,但如果用量过多,可能会对附着力和热密封造成挑战。该滑移分子为脂肪酸酰胺,含有一个酰胺基团,经化学分析鉴定。这只出现在坏电影里,而不是好电影里。

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。

滑移降低了薄膜的摩擦系数,所以它可以自由地在滚轮上移动,防止任何粘稠物在滚轮上堆积。在吹膜过程中,热聚合物倾向于粘在金属辊上。如果卡瓦不存在,那么滚筒就需要额外的清洗,他们可能会把不需要的物质转移到薄膜上,如果薄膜上的滚轮上有几乎察觉不到的捕捉,那么薄膜上可能会有微小的折痕,这些折痕不会得到处理,导致类似的密封失败,就像这家包装公司看到的那样。因此,卡瓦起到了非常重要的作用,但如果卡瓦过了头,就会对密封造成损害。

污染物从何而来?

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。

不管过量滑移的原因是什么,胶片制造商现在有一种方法来测量和监测它,因为它可以通过水接触角来发现。

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。

我们能够帮助这个胶片制造商使用接触角测量来监控他们的过程中多余的滑块。当你用这种方法检查表面质量的地方污染物,如滑,可能会导致一些问题或者他们可以处理可以解决变量导致摩擦(的一种,在这种情况下,减少摩擦,但增加情感和经济困境)。我们称这些问题为关键控制点。

在关键控制点进行测量,如直接贴在滚筒上,可使生产厂家发现批间的残留滑痕。测量治疗前和治疗后,让您知道何时改变电晕治疗水平,以改变滑移迁移。在不同的温度下测量,可以确定生产的热天是否太热,不适合滑移运移。测量来料的表面质量可以让您有机会捕捉变化,以便在必要时为“不良”材料添加一个清洁步骤,或让供应商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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