شماره ركورد
34438
پديد آورنده
زهرا اكبري
عنوان
ساخت و اصلاح چسبهاي گرماذوب بر پايه اتيلن وينيل استات جهت چسبندگي پي وي سي به استيل
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي- مهندسي پليمر
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/19
استاد راهنما
محمدرضا مقبلي
استاد مشاور
/
دانشكده
دانشكده مهندسي شيمي، نفت و گاز
چكيده
چسبهاي گرماذوب (Hot-Melt Adhesives) بر پايه كوپليمر اتيلن–وينيلاستات (EVA) به دليل فرآيندپذيري آسان، مقاومت حرارتي مناسب و انعطافپذيري، در دهههاي اخير جايگاه ويژهاي در صنايع مختلف يافتهاند. با اين حال، بهكارگيري آنها در اتصال به سطوح فلزي به دليل ماهيت عمدتاً غيرقطبي EVAبا محدوديت همراه بوده است. هدف اين پژوهش، اصلاح فرمولاسيون EVA با استفاده از پلياتيلن كلرينهشده (CPE) و رزين افزاينده چسبندگي (تكيفاير) به منظور بهبود عملكرد اتصال چسبي پليمر–فلز بود. در اين راستا، آميزههاي EVA/CPE در پنج نسبت وزني شامل 100/0، 90/10، 80/20، 70/30 و 50/50 در حضور 10 درصد وزني رزين تكيفاير به روش اختلاط مذاب تهيه شدند. نمونههاي حاصل تحت آزمونهاي FTIR، DSC، زاويه تماس و آزمونهاي مكانيكي (استحكام كششي، پوستكني 180 درجه و برش همپوشاني) قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه افزايش CPE موجب بهبود خواص اتصال چسبي گرديد. نمونه EVA خالص حاوي كاليفون در آزمون برش همپوشاني نيروي حداكثر حدود 336 نيوتن را تحمل كرد، در حالي كه اين مقدار در نمونهي 70/30 به حدود 433 نيوتن رسيد. نيروي پوستكني 180 درجه نيز از حدود 20 نيوتن به حدود 45 نيوتن افزايش يافت. ازدياد طول تا شكست در آزمون كشش از حدود 71 درصد در EVA خالص حاوي كاليفون به حدود 55 درصد در تركيب 70/30 كاهش يافت كه نشاندهندهي افزايش سختي و توانايي بهتر در انتقال تنش در ناحيهي اتصال است. كاهش زاويه تماس از 92 درجه در EVA خالص به 68 درجه در تركيب 70/30 نشاندهندهي بهبود ترشوندگي و افزايش انرژي سطحي بود. نتايج DSC بيانگر تغييرات حرارتي قابل توجه در اثر حضور CPE بود. دماي ذوب (Tm) EVA خالص حدود 70 درجه سانتيگراد اندازهگيري شد، در حالي كه در تركيب 70/30 كاهش چند درجهاي مشاهده گرديد. همچنين دماي انتقال شيشهاي (Tg) از حدود 30- درجه به حدود 14- درجه سانتيگراد تغيير يافت كه بيانگر افزايش سهم فاز بلوري و كاهش انعطافپذيري در دماهاي پايين است. بهطور كلي، اين پژوهش نشان داد كه اصلاح EVA با افزودن پلياتيلن كلرينهشده و رزين تكيفاير موجب بهبود چشمگير خواص مكانيكي، افزايش ترشوندگي سطح و ارتقاي ويژگيهاي حرارتي گرديد. فرمولاسيون 70/30 EVA/CPE در حضور 10 درصد تكيفاير بهعنوان تركيب بهينه شناسايي شد و توانست تا حد زيادي محدوديتهاي ذاتي EVA در اتصال به سطوح فلزي را برطرف سازد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/08
عنوان به انگليسي
Development and Modification of Ethylene–Vinyl Acetate (EVA)-Based Hot-Melt Adhesives for PVC to Steel Adhesion
تاريخ بهره برداري
10/11/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
زهرا اكبري
چكيده به لاتين
Hot-melt adhesives based on ethylene-vinyl acetate (EVA) copolymer have gained a special place in various industries in recent decades due to their easy processability, good heat resistance and flexibility. However, their application in bonding to metal surfaces has been limited due to the mainly non-polar nature of EVA. The aim of this study was to modify the EVA formulation using chlorinated polyethylene (CPE) and adhesion promoter resin (tackifier) in order to improve the polymer-metal adhesive bonding performance. In this regard, EVA/CPE blends were prepared in five weight ratios including 100/0,90/10, 80/20, 70/30 and 50/50 in the presence of 10% by weight of tackifier resin by melt mixing method. The resulting samples were subjected to FTIR, DSC, contact angle and mechanical tests (tensile strength, 180° peel and overlap shear). The results showed that increasing CPE improved the adhesive bonding properties. The pure EVA sample containing Caliphon withstood a maximum force of about 336 N in the overlap shear test, while this value reached about 433 N in the 70/30 sample. The 180° peel force also increased from about 20 N to about 45 N. The elongation at break in the tensile test decreased from about 71% in the pure EVA containing Caliphon to about 55% in the 70/30 blend, indicating an increase in stiffness and better ability to transfer stress in the bonding area. The decrease in contact angle from 92° in the pure EVA to 68° in the 70/30 blend indicated improved wettability and increased surface energy. The DSC results indicated significant thermal changes due to the presence of CPE. The melting temperature (Tm) of pure EVA was measured to be around 70°C, while a decrease of several degrees was observed in the 70/30 blend. The glass transition temperature (Tg) also changed from around -30°C to around -14°C, indicating an increase in the proportion of the crystalline phase and a decrease in flexibility at low temperatures. Overall, this study showed that modifying EVA by adding chlorinated polyethylene and a tackifier resin significantly improved mechanical properties, increased surface wettability, and enhanced thermal properties. The 70/30 EVA/CPE formulation in the presence of 10% tackifier was identified as the optimal blend and was able to largely overcome the inherent limitations of EVA in bonding to metal surfaces.
كليدواژه هاي فارسي
چسب گرما ذوب , اتيلن وينيل استات , پلي اتيلن كلرينه شده , چسبندگي پي وي سي به استيل , اصلاح فرمولاسيون
كليدواژه هاي لاتين
hot melt adhesive , Ethylene vinyl acetate(EVA) , Chlorinated polyethylene(CPE) , PVC adhesion to steel , Formulation modification
Author
Zahra Akbari
SuperVisor
Mohamadreza Moghbali