Algemene chemie van PSA‑tapes

Volgens de Pressure Sensitive Tape Council (Raad voor zelfklevende tape) wordt een drukgevoelige lijm (Pressure Sensitive Adhesive, PSA) gedefinieerd door drie kenmerken:

1. Permanente kleefkracht
2. Hechting met lichte druk
3. Geen overgangsfase van vloeibaar naar vast

In tegenstelling tot vloeibare lijm is de chemische samenstelling van een tape volledig uitgehard, zodat er geen verdere uitharding hoeft plaats te vinden om een verbinding tot stand te brengen. De verbinding wordt tot stand gebruikt door middel van mechanische verbinding en elektrostatische interactie op het raakvlak.

Deze kenmerken vormen de basis van de unieke prestatiemogelijkheden van drukgevoelige lijmen die vrijheid bij het ontwerp van een product kunnen bieden en de productie-efficiëntie kunnen verhogen. Mogelijke voordelen zijn:

Directe verwerkingssterkte na het uitoefenen van druk
Gemakkelijk aan te brengen
Consistente dikte van verbinding
Verschillende dikteopties met en zonder dragers en functionele schuimbasis
Nauwkeurige applicatie met kant-en-klare (omgezette) vorm
Voormontagemogelijkheden binnen de volledige waardeketen
Verbindt ongelijksoortige materialen zonder de oppervlakken te beschadigen
Verminderde galvanische corrosie dankzij barrière tussen metalen

Drukgevoelige lijmen zijn verkrijgbaar in vele verschillende vormen, waaronder dubbelzijdige tapes in verschillende dikten met dragers of functionele schuimbasis, transfertapes, enkelzijdige tapes en printfolie. Naast de vele verschillende vormen, zijn er tevens zeer uiteenlopende chemische samenstellingen die worden gebruikt in drukgevoelige lijmen voor industriële hechttoepassingen. Hoewel speciale drukgevoelige lijmen in een groot aantal toepassingen worden aangetroffen, zullen we dit artikel ter vergelijking beperken tot een globaal overzicht van de drie meest voorkomende chemische samenstellingen. Er zijn vele andere factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van de juiste tape of lijm voor gebruik in een verbinding.

Acrylaat
Silicone
Rubber

Acrylaatlijmtape

De ontwikkeling van acrylaat voor drukgevoelige lijm begon vanwege de neiging van natuurlijk rubber tot vergeling en aantasting bij blootstelling aan UV. Ook heeft de chemische samenstelling op basis van acrylaat doorgaans een hogere interne sterkte dan die van rubber.

Acrylaattapes zijn de werkpaarden van verbindingstoepassingen in de industrie. Door de steeds evoluerende mogelijkheden van de acrylaatchemie kunnen formuleringen prestaties bij hoge of lage temperaturen, hechting aan materialen met hoge, gemiddelde en lage oppervlakte-energie (HSE, MSE, LSE), of zelfs unieke eigenschappen als vlamvertraging bieden. Acrylaattapes zijn leverbaar in verschillende dikten met en zonder dragers en functionele schuimbasis. De functionele schuimbasis van acrylaattapes biedt specifieke prestatievoordelen, waaronder sterkte en dynamische drukabsorptie. Acrylaattapes worden aangetroffen in vrijwel elke industrie.

Belangrijkste voordelen

Kan de meest uiteenlopende materialen verbinden

Grootste verscheidenheid aan mechanische prestatieniveaus

Goede bestendigheid tegen veroudering en omgevingsomstandigheden

Functionele acrylaatschuimbasis beschikbaar voor dynamische absorptie van druk en trillingen

Belangrijkste nadelen

Hoewel acrylaten met zeer hoge temperatuurbestendigheid beschikbaar zijn, is over het algemeen de temperatuurbestendigheid lager dan bij silicone.

Langere tijdsduur tot volledige sterkte dan rubber, hoewel de verwerkingssterkte doorgaans direct is na druk en de uiteindelijke sterkte doorgaans hoger is

Silicone lijmtape

Dankzij de ongelooflijk lage oppervlakte-energie van polymeren met silicone kunnen deze worden gebruikt om verwijderbare liners van tape te maken, maar ook voor de formulering van de lijm zelf worden ze gebruikt.

Siliconentapes staan vooral bekend om hun hechtingsvermogen aan silicone en hun tolerantie van een zeer groot temperatuurbereik van -40 °C tot meer dan 260 °C.

Belangrijkste voordelen

Mogelijkheid om siliconematerialen te verbinden

Bestand tegen hoge temperaturen

Relatief goed bestand tegen schimmels

Belangrijkste nadelen

Niet erg sterk

Lage hechtsterkte op andere materialen dan silicone, hoewel dubbelzijdige tapes verkrijgbaar zijn met silicone op één zijde en acrylaat op de andere zijde om verbindingen van silicone op niet-silicone mogelijk te maken

Omdat silicone 'anorganisch' is, hetgeen betekent dat de ruggengraat van de chemie niet-koolstof is, is het intrinsiek hypoallergeen en relatief goed bestand tegen schimmels.

Rubberlijmtape

Rubber was het eerste materiaal dat werd gebruikt om drukgevoelige lijmen te maken. In de loop van decennia is de technologie voor drukgevoelige lijm op basis van rubber geëvolueerd, zodat ze zowel natuurlijke als synthetische rubberharsen omvatten en een breed scala van hechtmiddelen waarmee de specifieke prestaties van de lijm kunnen worden afgestemd.

Rubberlijmen bouwen de verbinding sneller op dan andere chemische samenstellingen, ze kunnen hechten op de meeste oppervlakken inclusief LSE en zijn betrekkelijk goedkoop. Rubberlijmen zijn een veelzijdige optie voor vele toepassingen, maar hebben een lagere uiteindelijke hechtingskracht dan drukgevoelige lijmen op basis van acrylaat en zijn kwetsbaarder voor verouderingseffecten (zonlicht en oxidatie).

Belangrijkste voordelen

Snelle initiële hechting (hoog hechtvermogen)

Hechting op ondergronden met een lage oppervlakte-energie

Betrekkelijk voordelige oplossingen

Belangrijkste nadelen

Lagere uiteindelijke sterkte in vergelijking met drukgevoelige lijmen op acrylaatbasis

Lagere bestendigheid tegen omgevingsomstandigheden (bijvoorbeeld UV, temperatuur)

Via een mechanische bewerking wordt het moleculaire gewicht van de geboden polymeren van natuurlijk rubber (poly-cis-isopreen) verlaagd, zodat de polymeren eenvoudig kunnen worden opgelost of verdund in een oplosmiddel. Ook kunnen synthetische polymeren (zoals copolymeren met styreen-isopreen-blokken) worden gebruikt. Hechtmiddelen als pineen (onder andere afkomstig van het sap van dennenbomen) worden toegevoegd om de lijm extra kleefvermogen te geven, waardoor deze kan worden gebruikt als PSA.

Net als bij andere lijmen neemt het aantal chemische samenstellingen en productiemethoden voor tapes met de dag toe. Steeds nieuwe lijmen, dragers en productieprocessen betekenen dat steeds nieuwe industriële tapes zullen worden ontwikkeld.

De wetenschap van adhesie - educatieve serie

De educatieve serie De wetenschap van adhesie dient als uitgebreide inleiding tot de wetenschap van adhesie en het gebruik van tapes en lijmen in ontwerptoepassingen. Ga naar de pagina De wetenschap van adhesie en bekijk alle artikelen of kies uit de geselecteerde onderwerpen hieronder.

Gerelateerde educatieve artikelen

Contact opnemen

Kunnen we u helpen?

Hulp nodig om het juiste product te vinden voor uw project? Neem gemakkelijk contact met ons op wanneer je op zoek bent naar een product, technisch advies wenst of wilt samenwerken met een van onze technisch specialisten.

Vraag het een 3M-expert