Si alguna vez has despegado una nota de un escritorio o has quitado una etiqueta de un frasco, has sido testigo de la magia del adhesivo sensible a la presión (PSA).Pero ¿qué hace que un material sea lo suficientemente pegajoso como para pegarse instantáneamente con sólo una ligera presión del dedo?? Para los químicos e ingenieros que trabajan con adhesivos sensibles a la presión de fusión en caliente (HMPSA), la respuesta radica en una famosa regla general conocida como laCriterio de Dahlquist.
¿Cuál es el criterio Dahlquist?
Este criterio, propuesto por el Dr. Carl A. Dahlquist en la década de 1960, define la propiedad mecánica fundamental requerida para que un material se comporte como un adhesivo sensible a la presión a temperatura ambiente.
El adhesivo debe tener un módulo de almacenamiento (G') decon un contenido de nitrógeno en peso superior o igual a 10%,6Din/cm2)Además, el criterio de Dahlquist se cumple mejor empleando un tackifier en un adhesivo a una frecuencia de 1 Hz.40 a 70 °C por encima de la Tg.
Figura 1. El criterio de Dahlquist y el criterio PSA
¿Por qué es importante para HMPSA?
Los adhesivos de fusión en caliente son 100% termoplásticos sólidos que se aplican calientes, se enfrían y forman un enlace.la película enfriada final debe permanecer suave y lo suficientemente fluida como para "humedecerse" (fluir hacia los valles microscópicos de una superficie) bajo una presión suave.
Si G' es demasiado alto (> 3×105 Pa): el adhesivo es demasiado rígido. Actúa como una hoja de plástico rígida. Cuando se presiona contra una superficie, solo toca los picos de la textura de la superficie,Resultando en un contacto deficiente y sin agarreNo se pega.
Si G' es demasiado bajo (< 3×105 Pa): el adhesivo es muy blando y pegajoso.
Este equilibrio es crítico en las formulaciones de HMPSA. Al ajustar la proporción de polímero base (por ejemplo, SIS, SBS, APAO), resina tacticante, aceite naftálico y cera, se puede obtener una comparación entre la proporción de polímero base (por ejemplo, SIS, SBS, APAO) y la proporción de polímero base (por ejemplo, SIS, SBS, APAO).Los formuladores ajustan el módulo para caer por debajo de ese mágico 300El umbral es de 1000 Pa.
Figura 2. Ajustar la proporción de los diferentes ingredientes para cumplir con el criterio de Dahlquist
Aplicación del mundo real en HMPSA
Imagínese la formulación de un adhesivo de etiqueta. Si se añade demasiada cera para reducir el costo, el módulo se eleva por encima del límite de Dahlquist. La etiqueta se sentirá seca y no puede pegarse a una caja de cartón. Por el contrario,si agrega demasiado aceite líquido, el módulo cae demasiado bajo; el adhesivo se vuelve demasiado blando, puede filtrarse de los bordes de la etiqueta y podría fallar bajo tensión de cizallamiento.
El criterio Dahlquist no es una ley perfecta, pero es el primer punto de control que cada desarrollador de HMPSA utiliza al diseñar un nuevo producto.
Sesión de preguntas y respuestas: Criterio Dahlquist y HMPSA
P1: ¿Es el criterio Dahlquist una ley fija y universal para todos los adhesivos?
R: No. Es una observación empírica basada en pruebas a temperatura ambiente. Funciona mejor para los PSA convencionales probados a 1 Hz.Algunos adhesivos microestructurados modernos pueden mostrar pegamento incluso con un módulo más alto, pero para el estándar HMPSA, sigue siendo el estándar de oro.
P2: ¿La temperatura afecta el criterio de Dahlquist?
R: Absolutamente. El módulo de un material viscoelástico cambia con la temperatura.Un HMPSA puede cumplir perfectamente el criterio a 23 °C (temperatura ambiente), pero volverse frágil y no cumplir el criterio a 5 °C (aplicación en frío)Es por esto que las formulaciones de HMPSA a temperatura fría utilizan diferentes polímeros y resinas para mantener el módulo bajo incluso en el frío.
P3: ¿Cómo medimos G' para comprobar el criterio?
R: Utilizando un analizador mecánico dinámico (DMA) o un reómetro, coloca una pequeña muestra del HMPSA enfriado entre placas paralelas, aplica una pequeña fuerza oscilante (normalmente a 1 Hz),y medir la resistencia del material a la deformación (módulo de almacenamiento G') y su capacidad para disipar energía (módulo de pérdida G").
P4: ¿Qué sucede si mi HMPSA tiene un G' de exactamente 300.000 Pa?
R: Es probable que sea límite. El criterio sugiere que el material necesita estar por debajo de este valor para un buen agarre instantáneo.puede obtener una adhesión aceptable en superficies lisas (como el vidrio) pero un bajo rendimiento en superficies ásperas (como el cartón reciclado)Los formuladores suelen aspirar a un margen de seguridad muy por debajo de este número.
P5: ¿Puedo utilizar el criterio de Dahlquist para adhesivos que no sean HMPSA, como los PSA curados con UV o a base de agua?
R: Sí, aunque el artículo se centra en los adhesivos que se derriten en caliente, el criterio de Dahlquist se aplica a cualquier tipo de adhesivo sensible a la presión (a base de disolvente, a base de agua o curado por radiación).El principio de necesidad de un módulo bajo de humedad es universal en todas las tecnologías PSA.
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