應用專題丨膠粘劑粘度的同與不同

膠粘劑在施膠過程通過高速或超高速輥涂的方式進行，即轉(zhuǎn)輥高速旋轉(zhuǎn)進行。用戶使用實驗室粘度計測出來自己樣品的粘度值和外來樣品一樣，但最終生產(chǎn)過程中卻只有他們公司生產(chǎn)的產(chǎn)品出現(xiàn)濺膠現(xiàn)象，而外來樣品沒有。而且從目視情況來看，兩者樣品濃度近乎沒有任何差別。

用戶對此困惑不已，進而向我們尋求幫忙。針對此問題，我們和用戶進一步仔細確認他們使用實驗室粘度計在測量自己樣品和外來樣品過程中所用儀器和測量方法，以及施膠過程工藝條件均一致的情況下，實際生產(chǎn)中仍出現(xiàn)此問題。

原因分析

為此，我們對用戶樣品和外來樣品進行了完整的流變分析，發(fā)現(xiàn)兩種樣品均為假塑性的非牛頓流體（剪切變稀：隨著轉(zhuǎn)速或剪切率升高，粘度值則不斷降低）。在使用實驗室粘度計在低剪切率下測量時，兩者的粘度值基本一致。但在使用高級流變儀對兩種樣品進行剪切率掃描時（參閱下圖），卻發(fā)現(xiàn)在高剪切下，用戶樣品的剪切變稀性比外來樣品嚴重，從而導致了高剪切下的粘度值比外來樣品低，也即高剪切下樣品的粘度變化發(fā)生了劇變。這也恰好說明了兩種樣品為何使用實驗室粘度計測量的結(jié)果一樣，但在實際施膠涂布過程（高剪切）中卻出現(xiàn)截然不同的結(jié)果（用戶樣品出現(xiàn)濺膠現(xiàn)象，外來樣品卻能正常生產(chǎn)）。

應用模擬

使用粘度計的客戶大多認為，用粘度計測得的數(shù)據(jù)應該和實際生產(chǎn)現(xiàn)場的情況應該是一樣的。但事實是，我們實驗室粘度計能模擬的剪切率范圍一般都在0-200 1/S，但在更高剪切率下物料的流變性又會變得怎樣？下圖是兩個不同配方的同類樣品，使用我們的RSX流變儀在相同條件下測量的流變曲線。

從上圖不難發(fā)現(xiàn)：在低剪切時，藍色配方的粘度高于橙色配方，這種結(jié)論一般用我們粘度計可以很簡單地測量得到。在這種情況下，客戶會潛意識默認為藍色配方在使用時的粘度也會高于橙色配方。但實際上恰恰相反，當我們使用RSX流變儀模擬到高剪切率下進行測量，在1500 1/S之后，發(fā)現(xiàn)兩者的關(guān)系發(fā)生變化，在高剪切率下藍色配方的粘度反而低于橙色配方。實際生產(chǎn)中，橙色配方更優(yōu)于藍色配方，實際證明也是如此。這說明使用實驗室粘度計已經(jīng)不能真實模擬生產(chǎn)中實際使用的情況，得到的結(jié)果只能說明在低剪切時的情況，無法用于預測或指導生產(chǎn)。如果要進行真實的模擬，還需使用高剪切率的研究級流變儀。

分析與思考

QC檢測同時合格的兩個樣品，實際生產(chǎn)時卻得到兩個截然不同的結(jié)果，這恰好說明了一個好的QC方法，需要R&D預先全面的“掃描"分析；一個好的產(chǎn)品，需要不斷地深挖藏匿在表象下方的內(nèi)在特性，確保產(chǎn)品的品質(zhì)始終如一。