راه کارهایی برای چسبندگی بهتر فوم پاششی پلی یورتان

با توجه به خواص بسیار مناسب فوم پلی یورتانی، روز به روز به کاربردهای آن افزوده شده و ….

زمانی که بحث عایق سازی خانه ها مطرح می شود، توجه زیادی را به سمت خود معطوف می کند. این فوم، ماده ای مقاوم و با دوام است که درزگیری مناسبی را به عنوان عایق فراهم می آورد و با این کار، تا سال های طولانی از میزان اتلاف حرارتی ساختمان ها کاسته می شود. با این وجود، آیا می توان آن را بر روی هر سطحی اعمال کرد؟ در این مقاله به بحث در پیرامون این موضوع پرداخته خواهد شد.

میزان چسبندگی فوم پلی یورتان بر سطح و روش اندازه گیری آن

در حقیقت فوم پلی یورتان در زمان تحقیق بر روی نوعی چسب کشف شد؛ از این رو، به طور کلی چسبندگی خوبی به انواع سطوح دارد. فوم به محض اعمال شدن بر سطح، به آن می چسبد با این حال، عواملی وجود دارند که می توانند خواص مناسب چسبندگی فوم را دستخوش تغییر کنند و آن را کاهش دهند؛ از جمله این موارد می توان به دما، آماده نبودن سطح بستر (وجود آلودگی، ناپایداری آن و …) و میزان تخلخل بستر اشاره کرد.
برای تعیین خواص چسبندگی، فوم بر روی قسمتی از سطح بستر اعمال می شود، پس از اتمام فرآیند پخت، از روی سطح کشیده و برداشته می شود. فوم باید پیش از آنکه از سطح جدا شود دچار شکست شود.
با توجه به استاندارد EN 14315-1 استحکام چسبندگی فوم پلی یورتان یا فوم پلی ایزوسیانورات به سطح بستر در جهت عمود بر نیروهای اعمالی بررسی می شود. این روند با توجه به آنچه در Annex F آمده انجام می شود. استحکام پیوند نباید کمتر از 20 kPa باشد و با توجه به میزان آن، در سه دسته بندی زیر می تواند قرار گیرد:

لازم به ذکر است که هر چه اندازه نمونه مورد بررسی کوچکتر باشد، تعداد دفعات تکرار آزمون تا گزارش نتیجه افزایش می یابد. بر طبق این استاندارد، استحکام کششی بین مولکولی در داخل ساختار فوم (tensile cohesion strength) نیز تعیین می گردد.
علاوه بر آن، در این آزمون، ضخامت فوم پاششی نباید کمتر از ۳۰ میلی متر باشد. همچنین، دما در محدوده ۲۰ ± ۲ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۵۰ ± ۵ درصد و مدت زمانی که به فوم داده می شود باید حداقل ۲۴ ساعت باشد تا فرآیند پخت آن تکمیل گردد.
از طرف دیگر، یکی از مزیت های فوم پاششی پلی یورتانی افزایش استحکام سازه ها است. فوم پس اعمال شدن منبسط و در معرض هوا سخت خشک و سخت می شود. برای این منظور (افزایش تمامیت ساختاری)، فوم باید چسبندگی مناسبی با سطح بستر داشته باشد.

بهبود چسبندگی فوم پاششی پلی یورتان

برای اینکه فوم چسبندگی مناسبی با سطح بستر ایجاد کند، سطوح باید تمیز، خشک و عاری از گرد و غبار و چربی باشند. این چسبندگی با توجه به نیاز نیز می تواند افزایش یابد که این کار می تواند به صورت فیزیکی با ایجاد شیار بر روی سطح و هم می تواند به شیوه شیمیایی با استفاده از پرایمر صورت گیرد. اگر سطح بستر فلزی باشد، نباید هیچ گونه اثری از زنگ زدگی در آن دیده شود.
به طور کلی، روش های متعددی وجود دارد که به کمک آنها می توان این خاصیت را بهبود بخشید از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فوم بر روی بستری پایدار اعمال شود زیرا که پلی یورتان به لایه اولیه چسبندگی خوبی دارد اما اگر این لایه به سادگی جدا شود، فوم نیز به همراه آن جدا می شود.
• برای سطوحی فلزی مانند فولاد، آلومینیوم و … همان طور که اشاره شد لازم است که سطح بستر عاری از چربی باشد و پیش از اعمال فوم با استفاده از ماده ای تمیزکننده مانند الکل پاک شود و پس از آن، پرایمری غیرخورنده بر روی آن اعمال می شود.
• برای سطوح بتنی، در ابتدا سطح باید به خوبی توسط قلمویی مخصوص پاکسازی شود.
• برای برخی از مواد پلیمری مانند فیلم پلی اتیلن، می توان سطح را با استفاده شعله حرارت دهی کرد تا چسبندگی با فوم بهبود یابد اما، در مورد موادی از جمله پلی پروپیلن یا تفلون چسبندگی مطلوب هیچ وقت نمی تواند حاصل شود.
• بر روی سطوح خیس یا سطوحی که بر روی آنها میعان رخ داده است، با اعمال شدن پلی یورتان، جدایش مشاهده خواهد شد. هر چه تحلخل سطح کمتر باشد، این مشکل شدیدتر می شود. به عنوان یک قانون کلی، میزان رطوبت سطح بستر باید کمتر از ۲۰٪ باشد. اگر میزان رطوبت سطح بیش از این باشد، فوم به خوبی نخواهد چسبید.
• بر روی آسفالت محافظت نشده، پیشنهاد می شود که لایه پلی اتیلنی که باعث عدم چسبندگی می شود به کمک حرارت زدوده شود.

تاثیر دما بر چسبندگی فوم پلی یورتان

دمای بستر، یکی از کلیدی ترین عوامل تاثیرگذار بر چگالی و چسبندگی فوم است. به منظور دستیابی به نتایج مطلوب دما باید بالاتر از ۱۶ درجه سانتی گراد باشد. دماهای پایین به دو روش بر واکنش ها اثر می گذارند:

۱. سرعت واکنش های شیمیایی را کم می کنند.
۲. زمانی که لایه نازکی اعمال شود، گرمای مورد نیاز به واکنش را به راحتی به خود جذب می کنند.

لازم به ذکر است زمانی که بحث اتلاف حرارتی مطرح می شود، دمای بستر تاثیر بسیار بیشتری نسبت به دمای محیط خواهد داشت زیرا که فرآیند تبادل حرارتی بین مایع با هوا بسیار آهسته تر از مایع با جامد رخ می دهد. در نتیجه، هنگامی که دمای بستر به شدت پایین باشد، به محض اعمال فوم، حرارت واکنش جذب می شود و زمانی برای تبخیر عامل فوم زا وجود نخواهد داشت، از این رو، از فرآیند شکل گیری فوم جلوگیری می کند. در حقیقت، با وجود آنکه فرآیند تشکیل فوم بیش از چندین دقیقه طول نمی کشد، هر چه دما کمتر باشد، زمان پخت طولانی تر می شود.
از طرف دیگر، در شرایط کاری با دمای سرد، فوم به سرعت سرد می شود، این امر منجر به فشردگی و مایع شدن گاز می شود. به بیان دیگر، این شرایط منجر به جمع شدگی فوم می شوند. این پدیده، مانع از چسبندگی کامل فوم به سطح بستر می شود. هر چه لایه ای از فوم اعمالی ضخیم تر باشد، این مشکل شدیدتر بروز می کند. پس می توان اینگونه نتیجه گرفت که میزان چسبندگی به ضخامت فوم اعمال شده نیز بستگی دارد. زمانی که هوا سرد باشد، پیشنهاد می شود که فوم در چندین لایه نازک به سطح اعمال شود تا از جمع شدگی آن جلوگیری به عمل آید.
اگر فوم باید در دمایی کمتر از ۵ درجه سانتی گراد پاشش شود، پیشنهاد می شود که حتما به نوع عامل فوم زا موجود در پلی ال توجه شود. هر چه دمای جوش عامل فوم زا کمتر باشد، برای استفاده در کاربردهایی با دمای پایین مناسب تر خواهد بود. استفاده از هوای خشک گرم، نور IR یا هیتر می تواند بستر را به صورت موضعی پیش از فوم شدن گرم کند.

در این مقاله عواملی که بر چسبندگی فوم پاششی تاثیر می گذارند بیان شد و راه کارهایی برای جلوگیری از این مشکل یا تقلیل آن، پیشنهاد گردید. برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

مقاله تهیه شده در واحد تولید محتوا شرکت ایمن پلیمر شیمی استفاده از مقالات تنها با ذکر منبع مجاز است.