Всеки материал, включително и пластмасите, се характеризира с повърхностна енергия. Тя определя количественото разрушаване на вътрешномолекурярните връзки, които възникват със създаването на материята (субстрата). Твърдите материали като пластмасите, са вътрешно по-малко благоприятни за натрупване на енергия, или казано по по-прост начин молекулите на повърхността им имат повече енергия от тези в основата. Според това каква енергия имат молекулите на повърхността им, пластмасите се делят на два вида – с ниска (LSE) и висока повърхностна енергия (HSE).
Тази характеристика на пластмасите има ключово значение при лепенето им. LSE (Low surface energy) пластмасите се лепят по-трудно, тъй като техните молекули на повърхността са слабоенергиийни и връзката с молекулите на адхезива е по-трудно осъществима. HSE (high surface energy) пластмасите са напълно противоположни на LSE пластмасите – лепят се много по-лесно. При тях молекулите на повърхността са с висока енергия и това определя бързото им свързване с тези на лепилото.
Най-лесният начин да се разпознае с каква повърхностна енергия е дадена пластмаса – с ниска или висока, съответно каква е степента на залепване, е т.нар. „метод на капката“ (разливане). Когато поръсим с вода по повърхността на пластмасата и тя се разлее, то тя е с висока повърхностна енергия, а в случаи, когато остава на капки, то материалът е с ниска повърхностна енергия.
I. Омокряне (Wetting)
II. Не настъпва омокряне (Non-wetting)
I. Графика Контактен ъгъл (отношение към степента на омокряне)
Сред най-популярните LSE пластмаси, използвани на пазара са:
- Полиметилметакрилатът (PMMA) – широко известен с търговското наименование плексиглас. Като цяло плексигласът намира сходни приложения като тези на стъклото, но се ползва в сфери, в които неговите предимства за обработка, цена, ефектност и светлопропускливост се предпочитат. Широко е разпространен в леката промишленост, интериора и рекламата;
- Полипропилен (PP)– Използва се за капачки за бутилки, сламки за пиене, кофички за кисело мляко, кухненски и други уреди, външни части за коли (брони), пластмасови системи за напорен тръбопровод;
- Полиетилен (PE)– от него се произвеждат торби, кофи за смет и над 30% от играчките в света;
- Полистирен, по-известен като стиропор – масовото му използване е в строителството – за топлоизолации. С него се правят и детски конструктори, пластмасови прибори, опаковки на храни и др.;
- ЕVA (микро пореста гума) – представлява разпенен полиетилен. Използва се за изработка на шалтета за йога, детски играчки, риболовни принадлежности, джапанки и анатомични стелки; в строителството – за шумоизолация и други изолации и други;
- Поликарбонат (PC) – от него се правят компакт дискове, слънчеви очила, полицейски щитове, „бронирани“ стъкла;
- ABS (акрилонитрил бутадиен стирен ) – широко разпространен термопласт, използван за панели за електронно оборудване (т.е. монитори за компютри, принтери, клавиатури), тръби, дори за детските конструктори LEGO.
Най-често използваните HSE пластмаси са:
- АBS с примеси на поликарбонат – използва се за направата на интериора на колите, както и някои екстериорни части и панели за мобилни телефони.
- HDPE (полиетилен с висока плътност) – за производство на бутилки за различни течни почистващи препарати, опаковки за мляко и специално оформени опаковки.
- PVC (Поливинилхлорид) – приложение намира за производство на канализационни тръби и олуци, завеси за баня, дограми, подови настилки и дори на грамофонни плочи. Повечето от мебелите за баня са изработени от PVC.
- PET/PETG (Полиетилен терефталат) – част от групата на полиестерите. Около 60% от световното производство на този полимер се използва за направата на прежда, от която се произвеждат дрехи, корабни платна и много други. 30%-ов дял има производството на бутилки и опаковки, а остатъкът от 10% е полиестер, под формата на плоскости.
- ЕPDM (синтетична гума) – използва се за каучукови мембрани при хидроизолации, уплътнения за стъклата на автомобили, градински маркучи, изолации на кабели и др.;
- TPOs (термопластик полиолефин) )представляващ комбинация от полипропилен и етилен пропилен каучук. Използва се за направата на многопластово термосвиваемо фолио тип полуръкав за машинно опаковане на хранителни и нехранителни продукти.
- Полиамид (Nylon/найлон или полиетилен) – от него се произвеждат за автомобилната и машинна индустрия – плъзгащи лагери и ленти, втулки, зъбни колела, гайки и т.н; в текстилната индустрия като заместител на скъпата коприна за производство на дрехи.
При тези пластмаси лепилната технология изисква изключителна чистота! Правилният избор на лепилен продукт е само 50% от доброто залепване. Останалите 50% се постигат от начина на приложение.
Как да подготвите HSE и LSE пластмаси за лепене?
Подготовката за лепене е от изключителна важност и за двата вида LSE пластмаси и HSE пластмаси. При пластмасите с ниска повърхностна енергия може да се наложа използването на праймер или допълнителни операции.
СТЪПКА 1: Обезмасляване с течност от IPA/H2 O – изопропилов алкохол.
СТЪПКА 2: Награпяване (при възможност, при непрозрачни детайли). То дава по-голяма площ за лепене от една страна, а от друга отстранява евентуални окиси ( мигрирали пластификатори на повърхността).
СТЪПКА 3: Повторно обезмасляване с течност от изопропанол.
СТЪПКА 4: Нанасяне на грунд (праймер): при трудни за лепене повърхности, стъкло (поради хидрофилните му свойства), прахови покрития и някои пластмаси (особено меки и отлети такива). Праймерът запечатва повърхността и я прави оптимална за лепене със съответния лепилен продукт.
