Casa / Novità / Novità del settore / Il substrato della parte in plastica è stato trattato: perché il rivestimento continua a staccarsi dopo l'uso?
Novità del settore
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La superficie in plastica trattata non significa che lo stato della superficie sia permanentemente stabile
La plastica è diversa dal metallo: il suo stato superficiale può cambiare nel tempo. Soprattutto nei pezzi stampati a iniezione, durante la produzione vengono utilizzati agenti distaccanti e lubrificanti. Anche dopo aver appena completato la pulizia o l’attivazione della superficie, alcune sostanze a basso peso molecolare potrebbero comunque migrare gradualmente dall’interno della plastica verso la superficie. Il rivestimento appare in buone condizioni subito dopo la spruzzatura, ma dopo un certo periodo lo stato dell'interfaccia tra rivestimento e substrato cambia, causando un calo dell'adesione.
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Perché lo stesso rivestimento su una plastica diversa provoca facilmente la desquamazione?
Materie plastiche diverse hanno energie superficiali, polarità e strutture chimiche molto diverse. Ad esempio, i comuni materiali PP e PE hanno intrinsecamente un’energia superficiale inferiore: il rivestimento ha difficoltà a diffondersi naturalmente come sui substrati ad alta energia superficiale. Anche se si forma una pellicola completa, l'area di contatto effettiva potrebbe comunque essere insufficiente. Questa situazione potrebbe non mostrare problemi evidenti in un semplice test di adesione immediatamente dopo l'applicazione, ma dopo l'immersione in acqua, i cicli di calore freddo o l'uso a lungo termine, i punti deboli dell'interfaccia diventano gradualmente evidenti.
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Un trattamento superficiale eccessivo non è sempre migliore
L'attivazione della superficie non è tanto più forte quanto meglio è. Se le condizioni di trattamento sono troppo severe, la struttura della superficie plastica potrebbe essere modificata o addirittura causare danni alla superficie. Inoltre, alcuni effetti di attivazione della superficie hanno una certa validità temporale: se il tempo di attesa dopo il trattamento è troppo lungo prima della spruzzatura, lo stato attivato può diminuire gradualmente, causando il declino dell'adesione originariamente migliorata. È necessario considerare la forza del trattamento, l'uniformità, il tempo di attesa post-trattamento e l'effettiva finestra di spruzzatura.
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Perché il test di adesione è valido al momento della consegna, ma si stacca dopo un periodo?
Il test di adesione viene solitamente eseguito in un momento e in un ambiente specifici. Ma i prodotti reali potrebbero dover essere sottoposti a temperature elevate, basse temperature, caldo umido, flessione, attrito e cicli caldo-freddo. La plastica e la pellicola hanno diversi gradi di espansione e contrazione termica: dopo il cambiamento di temperatura, il substrato e la pellicola producono diverse entità di cambiamento dimensionale. Se il legame tra il rivestimento e la plastica è insufficiente, o se la pellicola stessa presenta un forte stress interno, l'interfaccia può sviluppare gradualmente microfessure dopo cicli multipli.
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Se il rivestimento è troppo "duro", la parte in plastica potrebbe staccarsi
Le parti in plastica hanno tipicamente un certo grado di flessibilità. Se il rivestimento è progettato troppo duro e fragile, mentre il substrato stesso subisce facilmente leggere flessioni o deformazioni, il rivestimento dovrà sopportare maggiori sollecitazioni. Quando la differenza di capacità di deformazione tra pellicola e plastica è ampia, durante l'uso a lungo termine può verificarsi una concentrazione di stress sull'interfaccia. Pertanto, è meglio che i rivestimenti delle parti in plastica non abbiano una durezza maggiore: è necessario trovare un equilibrio adeguato tra adesione, flessibilità e resistenza della pellicola.
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Perché il promotore di adesione può aiutare ma non è una soluzione completa?
Per le plastiche a bassa energia superficiale, i promotori di adesione possono migliorare il legame interfacciale tra rivestimento e substrato. Ma non possono sostituire il trattamento del substrato. Se sulla superficie plastica è presente un'evidente contaminazione di olio, agente distaccante o altra contaminazione, il semplice aumento del promotore di adesione non può risolvere il problema fondamentale. Anche il promotore di adesione deve corrispondere al sistema di resina: un dosaggio troppo basso può produrre un effetto insufficiente; un valore troppo elevato può influire sulla durezza del film, sulla resistenza all'acqua e sulle prestazioni di ricopertura.
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Come determinare se il problema è il substrato o il rivestimento?
Se l'adesione è molto buona subito dopo il trattamento ma diminuisce notevolmente dopo un periodo di riposo, concentrarsi sulla stabilità dell'attivazione superficiale e sulla migrazione delle sostanze a basso peso molecolare. Se diversi substrati plastici mostrano prestazioni molto diverse con lo stesso rivestimento, concentrarsi sull’energia superficiale del substrato e sulla bagnatura del rivestimento. Se l'adesione iniziale è ottimale ma si verifica un distacco dopo il ciclo caldo-freddo, concentrarsi sulla flessibilità del rivestimento, sullo stress interno e sulle differenze di dilatazione termica tra substrato e pellicola. Se l'aggiunta del promotore di adesione migliora chiaramente la situazione, ottimizzare ulteriormente il tipo di promotore e il rapporto di aggiunta.
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Come migliorare l'adesione a lungo termine dei rivestimenti delle parti in plastica?
Verificare innanzitutto il tipo di substrato di plastica e lo stato effettivo della superficie. Selezionare quindi un sistema di rivestimento adatto alle caratteristiche della superficie del substrato, consentendo al rivestimento di bagnare completamente il substrato. Per plastiche a bassa energia superficiale abbinare anche un adeguato sistema di promozione dell'adesione. Bilancia contemporaneamente la durezza e la flessibilità del film, evitando rivestimenti eccessivamente fragili che generano uno stress interfacciale eccessivo durante la variazione del caldo-freddo o la deformazione meccanica. Nella valutazione effettiva, non solo i test di adesione iniziali, ma combinano anche test di resistenza all'acqua, calore umido, cicli di calore freddo e flessione per osservare le prestazioni a lungo termine.
Sommario
Il substrato della parte in plastica è già trattato ma si sta ancora staccando non significa che il trattamento superficiale non abbia alcun valore. Il vero problema potrebbe derivare da uno stato superficiale instabile dopo il trattamento, da una bassa energia superficiale della plastica, dalla migrazione dell'agente distaccante, da un'insufficiente bagnatura del rivestimento o da una mancata corrispondenza nella capacità di deformazione tra pellicola e plastica. L'approccio più razionale è quello di lasciare che la superficie del substrato, la bagnatura del rivestimento, il legame interfacciale e la flessibilità della pellicola corrispondano reciprocamente: solo quando sia l'adesione iniziale che l'uso a lungo termine rimangono stabili il problema del distacco della parte in plastica è veramente risolto.
Domande frequenti
Quanto dura la finestra effettiva dopo il trattamento alla fiamma o al plasma del PP prima che la bagnabilità inizi a diminuire?
L'attivazione superficiale derivante dal trattamento alla fiamma e al plasma non è permanente. Per il PP, l'elevata energia superficiale rimane tipicamente sostanzialmente al di sopra della linea di base non trattata per circa 24-72 ore in normali condizioni di conservazione, dopodiché la migrazione superficiale a basso peso molecolare riduce progressivamente il beneficio di attivazione. Per ottenere i migliori risultati di adesione, si consiglia l'applicazione del rivestimento entro poche ore dal trattamento della superficie: la finestra specifica dipende dall'intensità del trattamento, dal tipo di substrato e dalle condizioni di conservazione. La misurazione dell'angolo di contatto con l'acqua a intervalli successivi al trattamento fornisce un'indicazione quantitativa della rapidità con cui l'energia superficiale diminuisce per una specifica combinazione di substrato e trattamento.
Il primer a base di poliolefine clorurate (CPO) è ancora l'approccio standard per l'adesione ai substrati in PP e poliolefine?
I primer a base di CPO rimangono ampiamente utilizzati per l'adesione delle poliolefine perché le catene di CPO possono impigliarsi fisicamente e interagire chimicamente con le superfici del substrato poliolefinico, fornendo un'adesione difficile da ottenere con i promotori di adesione convenzionali. Tuttavia, la pressione ambientale e normativa sui materiali clorurati ha guidato lo sviluppo di approcci alternativi – tra cui specifici additivi promotori di adesione, sistemi di resina modificati e ottimizzazione dell’energia superficiale del substrato – alcuni dei quali possono ridurre o eliminare la necessità di CPO. L'approccio appropriato dipende dal tipo specifico di poliolefina, dal sistema di rivestimento, dai requisiti prestazionali e dalle normative applicabili.
