Quando a Il nastro adesivo in PTFE per alte temperature viene utilizzato in un ambiente caldo – ad esempio, 200°C per settimane o mesi – l'adesivo siliconico sensibile alla pressione (PSA) può cambiare. La forza di pelatura può aumentare, diminuire o trasferire residui. La coesione può aumentare (fragilità) o diminuire (cedimento coesivo).
Non tutti i PSA siliconici si comportano allo stesso modo. Le differenze si riducono alla composizione del polimero (metile vs. metilfenile), al meccanismo di reticolazione (perossido vs. polimerizzazione per addizione) e al rapporto tra resina MQ e gomma.
Aokai PTFE utilizza diversi gradi di silicone PSA nei nostri nastri. Questa guida spiega cosa accade alla resistenza alla pelatura e alla coesione dopo l'invecchiamento ad alta temperatura per ciascun grado e come selezionare quello giusto per la propria applicazione.
Cosa succede al PSA del silicone sotto calore: due modalità di guasto
Se invecchiati ad alta temperatura (200-250°C), gli autoadesivi siliconici possono subire due cambiamenti opposti:
1. Post-reticolazione (porta alla fragilità)
I gruppi funzionali non reagiti continuano a reagire, aumentando la densità dei legami crociati. La resistenza alla pelatura iniziale può aumentare temporaneamente, per poi diminuire bruscamente quando l'adesivo diventa troppo rigido. La resistenza al taglio statico sembra aumentare, ma la capacità di tenuta e la resistenza agli urti si deteriorano. La pellicola adesiva diventa dura e si screpola.
2. Degradazione della struttura portante (porta alla perdita di peeling e ai residui)
La struttura portante del polidimetilsilossano subisce ciclizzazione e scissione della catena. La forza di pelatura diminuisce continuamente. L'adesivo potrebbe trasferirsi sul substrato (residuo) o cedere in modo coeso. Questo è comune nei PSA di metilsilicone di bassa qualità.
Parametri chiave di modulazione:
Contenuto di fenile (maggiore = migliore resistenza al calore)
Densità di reticolazione e tipo di indurimento (indurimento per addizione rispetto a indurimento con perossido)
Rapporto tra resina MQ e gomma siliconica
Classificazioni dei gradi in base alla struttura chimica
1. Polidimetilsilossano standard (silicone di tipo metile PSA)
Ritenzione della pelatura dopo l'invecchiamento (200-250°C): la resistenza alla pelatura inizialmente aumenta leggermente, poi diminuisce. Dopo 7 giorni a 250°C, la ritenzione della buccia è solo del 50-70% . Le prestazioni diminuiscono più rapidamente a temperature più elevate. La degradazione deriva dalla ciclizzazione della struttura portante del dimetilsilossano.
Stabilità della coesione: le versioni polimerizzate con perossido (ad esempio, KR-101) hanno iniziatori residui che causano una polimerizzazione post-incontrollata: l'adesivo si indurisce e si infragilisce. La resistenza al taglio iniziale migliora, ma la capacità di tenuta diminuisce e si verifica una rottura coesiva sotto il calore. Le versioni polimerizzate per addizione sono leggermente migliori ma ancora limitate dalla scarsa resistenza al calore intrinseca della struttura dimetilica.
2. Metilfenilpolisilossano (grado resistente alle alte temperature)
Ritenzione della buccia dopo l'invecchiamento: le catene laterali feniliche interrompono il regolare impaccamento dei segmenti dimetilici e sopprimono la degradazione della ciclizzazione. Dopo 7 giorni a 250°C, la ritenzione della resistenza alla pelatura supera l'85% . Le formulazioni ad alto contenuto di fenili mantengono proprietà di pelatura stabili anche a 260-288°C.
Stabilità della coesione: Eccellente. La resistenza al taglio cambia minimamente; trattenendo la ritenzione della potenza supera l'80%. Lo strato adesivo rimane flessibile a lungo termine senza infragilimento o residui. I gradi ad alto contenuto di fenile con polimerizzazione per addizione rappresentano il PSA siliconico termicamente stabile di prima qualità.
3. Qualità speciali personalizzate ad alto e basso peeling
Gradi ad alta pelabilità (ad es. Dow 7385, pelabilità tipica >10N/25mm): un elevato carico di resina MQ offre un'eccellente adesione iniziale e resistenza alla pelatura, ma a scapito della resistenza al calore e della stabilità della coesione. Mostrano una maggiore distacco della pellicola dopo l'invecchiamento e sono soggetti a residui a causa della decomposizione termica della resina. Utilizzare solo per applicazioni intermittenti a bassa temperatura.
Qualità di pellicole protettive a basso distacco e ad alta coesione: l'elevata densità di reticolazione offre prestazioni stabili di distacco ed eccellente stabilità all'invecchiamento, ma bassa appiccicosità iniziale. Dopo l'invecchiamento, rimangono coesi ma si induriscono, riducendo la conformabilità alle superfici ruvide.
Meccanismo di reticolazione – Perossido vs. indurimento per addizione (stessa base metilica)
Anche con lo stesso polimero metilico, il metodo di polimerizzazione cambia drasticamente il comportamento all’invecchiamento.
1. Polimerizzazione con perossido (prima generazione convenzionale)
Il perossido residuo innesca una post-reticolazione incontrollata durante l'invecchiamento ad alta temperatura.
La resistenza alla pelatura inizialmente aumenta, poi crolla bruscamente.
La coesione aumenta temporaneamente, seguita da infragilimento e interruzione dell'energia di tenuta.
La consistenza dell'invecchiamento lotto per lotto è scarsa.
2. Indurimento per addizione (indurimento per idrosililazione)
La cura non genera sottoprodotti; la rete di reticolazione è precisamente controllabile.
I cambiamenti delle proprietà post-invecchiamento seguono una tendenza lineare prevedibile.
Ritenzione della buccia e stabilità della coesione di gran lunga superiori rispetto alle formulazioni di perossido.
Guida alla selezione del grado
Condizioni di servizio
Grado consigliato
Perché
Alta temperatura continua (>200°C), buccia stabile, residuo zero
Polimerizzazione per addizione, ad alto contenuto di fenile (ad es. Dow 7388, Q2-7406)
Ritenzione della pelatura >85%, nessun infragilimento, ritenzione del potere di tenuta >80%.
Calore elevato intermittente a breve termine, sensibile ai costi
Tipo metile standard, polimerizzato per addizione, polimerizzato post-cottura (ad esempio, 7657)
Accettabile ma è prevista una certa degradazione della pelatura e possibile infragilimento nel corso di cicli lunghi
È necessaria una peeling iniziale molto elevata, solo a bassa temperatura
Grado metilico ad alto peeling
Non per calore elevato continuo; aspettarsi residui dopo l'invecchiamento
Film protettivo, alta coesione, bassa adesività
Grado ad alta reticolazione e basso peeling
Eccellente stabilità all'invecchiamento ma indurito e meno conformabile
Raccomandazione Aokai PTFE : per qualsiasi nastro PTFE soggetto a temperature sostenute superiori a 200°C, specificare un PSA siliconico metilfenilico additivo. Il costo iniziale è più elevato, ma previene guasti sul campo causati da residui di adesivo o perdita di legame.
Riepilogo: abbinamento del grado PSA del silicone alla domanda termica
Il silicone di tipo metilico PSA (in particolare polimerizzato al perossido) è adatto solo per l'uso intermittente o a bassa temperatura. Dopo 7 giorni a 250°C, si prevede una perdita di buccia del 30-50% e possibile infragilimento.
Il PSA siliconico metilfenilico (ad alto contenuto di fenile) mantiene >85% di resistenza alla pelatura e coesione flessibile dopo lo stesso invecchiamento. È la scelta per il servizio continuo a 200-250°C.
Il meccanismo di reticolazione è molto importante: la polimerizzazione per addizione (idrosililazione) è molto più stabile della polimerizzazione con perossido.
Le qualità ad elevata pelabilità compromettono la stabilità all'invecchiamento con l'adesività iniziale: evitatele nelle applicazioni a caldo.
Per incollaggi impegnativi ad alta temperatura, Aokai PTFE utilizza PSA siliconici metilfenilici per addizione. Su richiesta possiamo fornire dati sulla ritenzione della buccia dopo 1000 ore a 250°C.
