Tìm hiểu về năng lượng bề mặt (LSE & HSE)

Khi nói đến băng keo, keo & chất kết dính PSA, có một nguyên tắt quyết định khả năng kết dính đó là năng lượng bề mặt (surface energy).

Trong bài đăng này, chúng ta sẽ thảo luận về năng lượng bề mặt & giải pháp dán các vật liệu khó dính hay vật liệu có năng lượng bề mặt thấp.

• Tìm hiểu về Keo PSA giải pháp kết dính của tương lai

Năng lượng bề mặt là gì?

Năng lượng bề mặt (surface energy) là lượng năng lượng dư thừa có trên bề mặt của một vật liệu rắn. Để hình dung điều này, hãy hình dung một khối lập phương. Tại tâm của khối lập phương, mỗi phân tử riêng lẻ được bao quanh bởi các phân tử khác trong các mặt phẳng x, y và z. Các phân tử này tương tác với nhau và cân bằng trong tương tác của chúng. Những liên kết và tương tác này được gọi là sức mạnh cố kết. Nhưng ở bề mặt, các phân tử không được bao quanh hoàn toàn và chỉ được tương tác bởi các phân tử bên cạnh và bên dưới chúng. Điều này làm cho tương tác của các phân tử bị mất cân bằng, năng lượng này được gọi là năng lượng bề mặt.

• Năng lượng bề mặt thấp (LSE: Low Surface Energy).
• Năng lượng bề mặt cao (HSE: High Surface Energy).

Sự kết dính được xác định bởi lực hút phân tử giữa các vật liệu. Lực hút mạnh đến mức nào phụ thuộc vào năng lượng bề mặt của vật liệu đó.

• Năng lượng bề mặt cao (HSE) = lực hút phân tử mạnh. 
• Năng lượng bề mặt thấp (LSE) = lực hút phân tử yếu.

Cách đơn giản nhất để nhận biết đâu là vật liệu có năng lượng bề mặt thấp hay cao, là kiểm tra độ thấm ướt hay độ tràn của nước trên bề mặt đó. Khi các giọt nước nằm trên bề mặt sẽ tạo một gốc tiếp xúc, gốc này phản ánh năng lượng bề mặt của vật liệu. Giọt nước được trải dài sẽ cho thấy đây là vật liệu có năng lượng bề mặt cao (HSE), ngược lại, giọt nước không trải dài mà tạo giọt riêng biệt thì đây là vật liệu có năng lượng bề mặt thấp (LSE). Để dễ hình dung, hãy tham khảo đề mục tiếp theo của bài viết.

Thông thường, năng lượng bề mặt được đo bằng một đơn vị gọi là “dynes” trong đó 1 dyne / cm tương đương với 1 mJ / m.

Khi một giọt nước được đặt trên một bề mặt, ở một mức độ nào đó, giọt nước sẽ kết hạt. Về mặt lý thuyết, nếu năng lượng bề mặt bằng 0, giọt nước sẽ là một hình cầu hoàn hảo. Ngược lại, nếu năng lượng bề mặt cao vô hạn, giọt sẽ tạo thành một màng hoàn toàn đồng nhất. Chúng ta có thể đo góc tạo ra ở cạnh của giọt. (Đối với hình cầu, góc đó sẽ là 0 °; đối với màng đồng nhất, nó sẽ là 180 °.)

Phân loại năng lượng bề mặt

Năng lượng bề mặt của vật liệu có thể được phân thành ba nhóm: năng lượng bề mặt cao, trung bình và thấp.

Năng lượng bề mặt cao High Surface Energy (HSE)

Các phân tử trên bề mặt bị hút vào nhau mạnh đến mức kể cả các phân tử chất lỏng. Do đó, các vật liệu này tương đối dễ kết dính. Vật liệu năng lượng bề mặt cao (HSE) được chia mức năng lượng theo thứ tự 100 hoặc 1000  dyne / cm và bao gồm nhiều vật liệu kim loại và thủy tinh.

Năng lượng bề mặt trung bình Medium Surface Energy (MSE)

Đây là những vật liệu thường có 36 dynes / cm đến khoảng 300 dynes / cm. Nhiều loại nhựa được chế tạo có năng lượng bề mặt trong phạm vi này, cũng như các vật liệu tự nhiên như gỗ, đá hoặc bê tông.

Năng lượng bề mặt thấp Low Surface Energy (LSE)

Các phân tử trên bề mặt của vật liệu năng lượng bề mặt thấp có lực hút khá thấp. Có rất ít lực hút đối với bất kỳ phân tử nào, đặc biệt là các phân tử kết dính. Các vật liệu có năng lượng bề mặt dưới 36 dynes / cm được coi là năng lượng bề mặt thấp và rất khó liên kết. Chúng bao gồm nhựa polyolefin như polypropylene và polyethylene cũng như các bề mặt chống dính như polytetrafluorethylene (PTFE).

Năng lượng bề mặt của 1 số vật liệu phổ biến

Vật liệu có năng lượng bề mặt cao (HSE):

Vật liệu có năng lượng bề mặt thấp (LSE):

Dán vật liệu có mức năng lượng bề mặt thấp

Chúng ta có thể thấy rõ ràng 1 điều rằng, các vật liệu nhựa thường có năng lượng bề mặt thấp (LSE), việc kết dính các loại nhựa như ABS (sử dụng nhiều trong công nghiệp ô tô, xe buýt), PP, PVS là một thách thức lớn đối với nhiều ngành công nghiệp. Băng keo 2 mặt (hay băng keo cường lực) mà Hitta cung cấp làm chủ được thách thức, mang lại kết quả lâu bền khi các giải pháp khác cần hỗ trợ thêm.

• Hiita là Nhà phân phối BowTape độc quyền tại Việt Nam
• Hitta JSC Là Nhà Phân Phối 3M chính thức tại Việt Nam

Các giải pháp băng keo này kết dính các vật liệu tổng hợp và nhựa có năng lượng bề mặt thấp (LSE) mà không cần thêm sơn lót, giúp tăng năng suất và giảm việc sử dụng các hóa chất độc hại. Độ bền tuyệt vời và khả năng chịu nhiều mức nhiệt độ đảm bảo độ bền và độ tin cậy cao nhất cho các ứng dụng cả trong nhà và ngoài trời.

• Tìm hiểu về băng keo 2 mặt
• Tại sao nên sử dụng băng keo cường lực?
• Giải pháp băng keo cường lực
• Băng keo cường lực cho thang máy

Băng keo cung cấp một liên kết linh hoạt cho phép giãn nở nhiệt lên đến ba lần độ dày của nó và do đó lý tưởng để nối các vật liệu khác nhau. Băng keo 2 mặt (hay băng keo cường lực) cho thấy hiệu suất ứng suất động tuyệt vời. Bằng cách tận dụng khả năng bám dính tố trên vật liệu bề mặt năng lượng thấp, bạn có thể sử dụng vật liệu nhẹ hơn và mỏng hơn, ứng dụng đa dạng hơn để tạo ra những cải tiến đột phá về hình thức và chức năng, hỗ trợ độ bền, tính thẩm mỹ và giảm trọng lượng.

Những tiến bộ gần đây về chất kết dính cung cấp cho các nhà thiết kế và nhà sản xuất các lựa chọn lắp ráp mới ngoài các phương pháp lắp ráp cơ học truyền thống với nhược điểm là không dùng đc cho 2 loại vật liệu khác nhau (hàn), tính thẩm mĩ kém, phá hỏng bề mặt vật liệu và dễ bị ăn mòn khi sử dụng ngoài trời (rivet, bu lông, ốc vít), băng keo 2 mặt/băng keo cường lực có thể áp dụng được cho nhiều loại vật liệu khác nhau bao gồm vật liệu tổng hợp và nhựa có mức năng lượng bề mặt thấp (LSE), giúp tối ưu hóa thiết kế và tăng tính linh hoạt trong dây chuyền sản xuất.

Nếu bạn cần tư vấn của chuyên gia, vui lòng liên hệ Hitta để được hỗ trợ tốt nhất:

☎️ Hotline: 090.8611.011 (Mr. Dương)
✉️ Email: hittajsc@hitta.vn

Một số sản phẩm băng keo 2 mặt, băng keo cường lực có khả năng dán trên các vật liệu bề mặt có năng lượng thấp (LSE):