الترابط بالمذيبات
اللحام بالمذيبات (أو ما يُسمى أيضًا باللحام بالمذيبات ) ليس طريقةً للربط اللاصق (إذ لا تعتمد النتيجة النهائية على التصاق مادة أخرى [لاصقة] وتماسكها بين مادتين)، بل هو طريقة لدمج مادتين من البلاستيك الحراري . يؤدي تطبيق المذيب على مادة بلاستيكية حرارية إلى تليين البوليمر، ومع الضغط المُطبق، ينتج عن ذلك انتشار سلاسل البوليمر بين نقاط الربط. وعندما يتبخر المذيب، يتبقى خط ربط متماسك تمامًا. [ 1 ] من مزايا اللحام بالمذيبات مقارنةً بطرق ربط البوليمرات الأخرى أن الربط يحدث عادةً عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة التحول الزجاجي للبوليمر. [ 2 ] [ 3 ]
يختلف الربط بالمذيبات عن الربط بالمواد اللاصقة، لأن المذيب لا يصبح إضافة دائمة إلى المادة المراد ربطها. [ 4 ] كما يختلف الربط بالمذيبات عن عمليات لحام البلاستيك الأخرى في أن الطاقة الحرارية تُولّد من التفاعل الكيميائي بين المذيب واللدائن الحرارية، ويحدث التبريد أثناء تبخر المذيب. [ 5 ]
يمكن إجراء عملية الربط بالمذيبات باستخدام مذيب سائل أو غازي. المذيبات السائلة أبسط وأقل تكلفة في التصنيع عمومًا، لكنها حساسة لعيوب السطح التي قد تُسبب ربطًا غير متناسق أو غير متوقع. [ 6 ] قد لا تتفاعل بعض المذيبات المتوفرة مع اللدائن الحرارية في درجة حرارة الغرفة، ولكنها تتفاعل عند درجة حرارة مرتفعة، مما يؤدي إلى تكوين رابطة. [ 2 ] تختلف أوقات التصلب اختلافًا كبيرًا.
تطبيق طرق المذيبات
أربع طرق شائعة للتطبيق هي: [ 5 ]
- طريقة الدهن بالفرشاة. يتم دهن المذيب على الأسطح المراد وصلها، مع الضغط المستمر حتى تتشكل قوة الربط الكاملة بعد تبخر المذيب تمامًا.
- طريقة الخاصية الشعرية. تُستخدم هذه الطريقة عادةً مع المكونات الأكريليكية، حيث تسمح الفجوة الضيقة والمتساوية بين الأجزاء بتدفق المذيب على طول الأسطح المراد وصلها، وذلك بفعل الخاصية الشعرية . ويتم التطبيق عادةً باستخدام إبرة تحت الجلد لضمان دقة التطبيق في فجوة الوصلة.
- طريقة الغمس والتربيت. يُغمس السطح المراد لصقه في حوض من المذيب، مع التحكم في عمق المذيب، لفترة زمنية محددة. بعد إخراج القطعة من الحوض، تُستخدم شبكة أو وسادة إسفنجية لإزالة المذيب الزائد قبل لصق السطحين.
- طريقة موزع المذيب. يُستخدم الموزع للتحكم بدقة في كمية المذيب المطبقة على كل سطح.
التوافق بين اللدائن الحرارية والمذيبات
يعتمد اختيار المذيب المناسب للربط على ذوبانية اللدائن الحرارية المختارة في المذيب ودرجة حرارة المعالجة. يوضح الجدول أدناه مجموعة مختارة من المذيبات الشائعة الاستخدام لربط أنواع محددة من اللدائن الحرارية. [ 5 ] يمكن تحديد الذوبانية المتبادلة بين البوليمر والمذيب باستخدام معامل ذوبانية هيلدبراند . [ 2 ] [ 3 ] تكون البوليمرات عمومًا أكثر قابلية للذوبان في المذيبات ذات معاملات الذوبانية المشابهة لمعاملاتها في حالة معينة (سائلة أو صلبة). لا تتأثر معاملات ذوبانية البوليمرات بشكل كبير بتغيرات درجة الحرارة، بينما تتأثر معاملات ذوبانية السوائل بدرجة الحرارة. يؤدي رفع درجة الحرارة إلى خفض طاقة الخلط الحرة ، مما يعزز الذوبان عند السطح البيني والربط بالانتشار المتبادل. [ 2 ]
| لدن بالحرارة | المذيبات المتوافقة |
|---|---|
| أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS) | ميثيل إيثيل كيتون (MEK) |
| ميثيل أيزوبوتيل كيتون | |
| كلوريد الميثيلين | |
| أكريليك | ثنائي كلوريد الإيثيلين (EDC) |
| كلوريد الميثيلين | |
| ميثيل إيثيل كيتون (MEK) | |
| كلوريد الفينيل | |
| البولي كربونات (PC) | ثنائي كلوريد الإيثيلين (EDC) |
| كلوريد الميثيلين | |
| ميثيل إيثيل كيتون (MEK) | |
| البوليسترين (PS) | الأسيتون |
| ثنائي كلوريد الإيثيلين (EDC) | |
| كلوريد الميثيلين | |
| ميثيل إيثيل كيتون (MEK) | |
| التولوين | |
| الزيلين | |
| كلوريد البولي فينيل (PVC) | الأسيتون |
| سيكلوهكسان | |
| ميثيل إيثيل كيتون (MEK) | |
| رباعي هيدروفوران | |
| بوليستر | سيكلوهكسانون |
| بوليبوتادين | البنزين |
| سيكلوهكسان | |
| الهكسان | |
| التولوين | |
| بوليسلفون | كلوريد الميثيلين |
| البولي إيثيلين (PE) | بارا-زيلين عند 75 درجة مئوية للبولي إيثيلين منخفض الكثافة، وعند 100 درجة مئوية للبولي إيثيلين عالي الكثافة |
| حمض البوليلاكتيك (PLA) | أسيتات الإيثيل [ 7 ] |
اختبار الوصلات المترابطة بالمذيبات
توجد ثلاث طرق رئيسية لاختبار الوصلات البلاستيكية باستخدام الاختبارات الميكانيكية : اختبار الشد، واختبار قص الشد، واختبار التقشير. لا يُعد اختبار الشد باستخدام وصلة التماس مناسبًا جدًا للبوليمرات، وخاصة الصفائح الرقيقة، نظرًا لصعوبة تثبيتها على إطار التحميل. يمكن استخدام الإيبوكسي للتثبيت، ولكنه قد يؤدي إلى فشل في منطقة التماس بين الإيبوكسي والبوليمر بدلًا من فشل الوصلة نفسها. [ 2 ] الطريقة الأكثر شيوعًا لاختبار الروابط المذيبة هي اختبار قص الشد باستخدام وصلة التراكب. تُختبر العينات بالقص حتى الفشل عند مقطع عرضي محدد للتراكب عن طريق تحميل الشد. تُعد هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص للعينات الرقيقة نظرًا لتقليل التشوه في العينات نتيجة لآلية التحميل. يمكن الاطلاع على إرشادات اختبار قص الشد في معيار ASTM D1002-05. [ 2 ]
التطبيقات الصناعية
تستخدم العديد من الصناعات تقنية الربط بالمذيبات في تطبيقاتها، ومنها على سبيل المثال لا الحصر: تصنيع الرقائق الإلكترونية، والقطاع الطبي، وأنظمة السباكة الصحية ومياه الشرب. [ 6 ] [ 5 ] [ 8 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "أساسيات هندسة التصميم: وصل البلاستيك" . تصميم الآلات . 67 (16): 77. 14 سبتمبر 1995.
- 1 2 3 4 5 6 Ng, SH; Tjeung, RT; Wang, ZF; Lu, ACW; Rodriguez, I.; de Rooij, NF (2008). "الربط الحراري المنشط بالمذيبات للبوليمرات". Microsyst Technol . 14 (6): 753–759 . arXiv : 0802.3064 . Bibcode : 2008MiTec..14..753N . doi : 10.1007/s00542-007-0459-1 .
- 1 2 أخيل، أ.ف.؛ راج، د.د.د.؛ راج، م.ك.؛ بهات، س.ر.؛ أكشاي، ف.؛ بهوميك، س.؛ راماناثان، س.؛ أحمد، س. (2016). "ربط بولي ميثيل ميثاكريلات بالمذيبات المتبخرة". مجلة علوم وتكنولوجيا الالتصاق . 30 (8): 826-841 . doi : 10.1080/01694243.2015.1125721 .
- ↑ أحمد، س.؛ تشاكرابارتي، د.؛ بهوميك، س.؛ موخرجي، س. (2016). "دراسات مقارنة بين الربط بالمذيبات والربط اللاصق لتصنيع البوليمرات الشفافة" . هندسة الأسطح والكيمياء الكهربائية التطبيقية . 52 (2): 193-201 . doi : 10.3103/S1068375516020022 .
- 1 2 3 4 5 يه، إتش جيه (2013). "10 نظرة عامة على طرق اللحام للمواد البلاستيكية الطبية". وصل وتجميع المواد والأجهزة الطبية . إلسيفير. ص 291-294 .
- وان ، ألوين، دكتور في الطب؛ صدري، أمير؛ يونغ، إدموند دبليو كيه (2015). "ربط المذيبات في الطور السائل للأجهزة الميكروفلويدية البلاستيكية بمساعدة أخاديد التثبيت". مختبر على رقاقة . 15 (18): 3785-3792 . doi : 10.1039/C5LC00729A . PMID 26261900 .
- ^ ساتو، شويتشي؛ جوندو، دايكي؛ وادا، تاكايوكي؛ كانيهاشي، شينجي؛ ناجاي ، كازوكيو (2013/08/05). "تأثيرات المذيبات العضوية السائلة المختلفة على التبلور الناجم عن المذيبات لفيلم بولي (حمض اللاكتيك) غير المتبلور" . مجلة علوم البوليمرات التطبيقية . 129 (3): 1607–1617 . دوى : 10.1002/app.38833 . ISSN 0021-8995 .
- ↑ رايش، ك.د.؛ تروسيل، أ.ر.؛ ليو، ي.ف.؛ ليونغ، ل.ي.س.؛ تروسيل، ر.ر. (1981). "انتشار المواد العضوية من الأنابيب البلاستيكية الملحومة بالمذيبات المستخدمة في سباكة مياه الشرب". وقائع المؤتمر السنوي لجمعية أعمال المياه الأمريكية : 1249-1260 .
- المذيبات
- المواد اللاصقة
- البلاستيك