C5 ve C9 kopolimer hidrokarbon reçinesinin potansiyel gelecekteki uygulamaları nelerdir?

giriiş

C5/C9 kopolimer hidrokarbon reçinelerihem alifatik hem de aromatik bileşenler içeren hammadde akışlarından üretilen termoplastik, düşük moleküler ağırlıklı hidrokarbon reçineleridir. Seçilen yapıştırıcı, kauçuk, baskı mürekkebi ve kaplama formülasyonlarında yapışkanlaştırıcı veya modifiye edici reçineler olarak kullanılabilirler.

Değerleri yalnızca iki hammadde kategorisini birleştirmekten kaynaklanmıyor. Alifatik ve aromatik karakter dengesini değiştirerek C5/C9 kopolimerizasyonu, C5 tipi veya C9 tipi hidrokarbon reçinelerinden farklı uyumluluk ve malzeme özelliklerine sahip kaliteler üretebilir. Ancak pratik sonuç formülasyona özgü kalır.

Dolayısıyla formül hazırlayıcılar için ilgili soru, bir C5/C9 reçinesinin evrensel olarak "daha iyi" olup olmadığı değil, belirli bir sınıfın amaçlanan sistem için uygun uyumluluk, yumuşama davranışı, akış özellikleri ve formülasyon tepkisini sağlayıp sağlamadığıdır.

C5/C9 Kopolimer Hidrokarbon Reçinesi Nedir?

Ticari hidrokarbon reçineleri çeşitli petrokimyasal hammadde ailelerinden üretilebilir.C5 tipi reçineleresas olarak alifatik hammadde bileşenlerine dayanırken,C9 tipi reçineleresas olarak aromatik hammadde fraksiyonlarına dayanmaktadır. C5/C9 kopolimer hidrokarbon reçineleri, polimerizasyon sırasında her iki hammadde ailesinden bileşenleri içerir.

C5 ve C9 terimleri, kimyasal olarak saf beş karbonlu veya dokuz karbonlu bileşiklerden ziyade, endüstriyel hammaddeden türetilmiş reçine ailelerini tanımlar. Her ailedeki ticari kaliteler, monomer bileşimi, moleküler özellikler, yumuşama noktası, renk ve diğer özellikler açısından farklılık gösterebilir.

Bu değişiklik önemlidir çünkü ürün ailesi adı tek başına bitmiş bir formülasyonun uyumluluğunu veya performansını belirlemez.

C5/C9 Kopolimer Reçinesinin C5 ve C9 Tipi Reçinelerle Karşılaştırılması

C5 tipi, C9 tipi ve arasındaki ayrımC5/C9 kopolimer reçineleribaşlangıç ​​sınıfı taraması sırasında faydalıdır ancak formülasyon testinin yerine geçmemelidir.

Bir C5/C9 reçinesinin karışık bileşimi, bunun bir C5 veya bir C9 reçinesini kabul eden her polimerle uyumlu olacağını garanti etmez. Uyumluluk, spesifik reçinenin moleküler özelliklerine ve formülasyonun tamamına bağlıdır.

Örneğin SIS bazlı basınca duyarlı yapıştırıcı sistemler üzerine yapılan araştırmalar, C5 ve C5/C9 petrol reçinelerinin farklı uyumluluk ve faz davranışı sergileyebildiğini göstermiştir. Bu, reçine kimyasının neden bir adeziv sistemin viskoelastik tepkisini etkileyebileceğini göstermektedir ancak iki reçine ailesi arasında evrensel bir performans sıralaması oluşturmamaktadır.

C5/C9 Kompozisyon Dengesi Neden Önemlidir?

C5/C9 kopolimer ailesi içinde alifatik ve aromatik besleme stoğu bileşenlerinin göreceli katkısı reçine davranışını etkileyebilecek faktörlerden biridir.

Bu dengenin değiştirilmesi polimerler, elastomerler, bağlayıcılar ve çözücüler ile moleküler etkileşimleri değiştirebilir. Pratik anlamda, benzer yumuşama noktalarına sahip iki C5/C9 sınıfı, bileşimleri, moleküler ağırlık özellikleri veya üretim geçmişleri farklı olsa bile farklı davranabilir.

Bu nedenle C5/C9 oranı izole bir formülasyon değişkeni olarak ele alınmamalıdır. Daha yüksek aromatik katkı, otomatik olarak daha iyi yapışma, daha fazla yapışma veya daha iyi uyumluluk anlamına gelmez. Bu sonuçlar reçine-polimer sistemine ve mevcut diğer bileşenlere bağlıdır.

Daha faydalı bir mühendislik yaklaşımı C5/C9 notunu aşağıdakilerle birlikte değerlendirmektir:

• baz polimer veya bağlayıcı kimyası;
• reçine yükleme;
• yumuşama noktası;
• moleküler ağırlık özellikleri;
• ilgili olduğu yerde erime veya çözelti viskozitesi;
• solvent uyumluluğu;
• işlem sıcaklığı;
• substrat;
• formülasyondaki diğer plastikleştiriciler, yağlar, dolgu maddeleri veya değiştiriciler.

Bir Derece Seçim Parametresi Olarak Yumuşama Noktası

Yumuşama noktası, hidrokarbon reçineleri için en sık bildirilen spesifikasyonlardan biridir ancak doğru yorumlanması gerekir.

Reçinenin yumuşama noktası, erime noktası, cam geçiş sıcaklığı, servis sıcaklığı limiti veya termal stabilite derecesi ile aynı değildir. Tanımlanmış bir test yöntemi altında ölçülen bir derece karakterizasyon parametresidir.

Yapışkanlaştırıcının yumuşama noktasının değiştirilmesi, formülasyon reolojisini ve viskoelastik davranışı etkileyebilir, ancak yapışma, soyulma, yapışma veya işleme üzerindeki etki yalnızca yumuşama noktasından tahmin edilemez.

Örneğin, doğal kauçuk lateks basınca duyarlı yapıştırıcılar üzerine yayınlanmış çalışma, alifatik hidrokarbon yapışkanlaştırıcı dispersiyonların yumuşama noktasının değiştirilmesinin, söz konusu spesifik formülasyondaki yapıştırıcı tepkisini etkilediğini göstermiştir. Sonuç, yumuşama noktasının önemli olduğunun kanıtı olarak faydalıdır, ancak daha yüksek yumuşama noktalı reçinenin her zaman daha iyi yapışma ürettiği şeklinde genelleştirilmemelidir.

Formülü hazırlayanların dikkate alması gerekenler

Farklı yumuşama noktalarına sahip C5/C9 kalitelerini karşılaştırırken, spesifikasyonu amaçlanan formülasyonla birlikte değerlendirin:

Bu nedenle uygun yumuşama noktası evrensel olarak yüksek veya düşük olmaktan ziyade uygulamaya bağlıdır.

Yapıştırıcı Formülasyonları

C5/C9 kopolimer hidrokarbon reçineleri, seçilen sıcakta eriyen, basınca duyarlı ve solvent bazlı yapıştırıcı formülasyonlarında yapışkanlaştırıcı veya modifiye edici reçineler olarak kullanılabilir.

Birincil tarama kriteri baz polimerle uyumluluktur. Örneğin stirenik blok-kopolimer sistemlerinde yapışkanlaştırıcının farklı polimer fazları içindeki konumu yapıştırıcının viskoelastik davranışını etkileyebilir. Bu nedenle C5/C9 bileşimi önemli olabilir çünkü alifatik/aromatik dengesi polimer sistemiyle etkileşimini etkiler.

Reçine yüklemesi de aynı derecede önemlidir. Daha fazla yapışkanlaştırıcı eklemek yapışma veya soyulmada orantılı bir artış yaratmaz. Yapışkanlaştırıcı konsantrasyonunun değiştirilmesi aynı zamanda yapıştırıcının genel viskoelastik tepkisini de değiştirir ve yapışma, soyulma yapışması ve yapışma davranışı arasındaki dengeyi etkileyebilir.

Sıcakta eriyen yapıştırıcılar için formül hazırlayıcılar, seçilen reçineyi erime viskozitesi, işlem sıcaklığı, ilgili olduğu yerde açılma veya sertleşme davranışı ve polimerler, mumlar, yağlar ve diğer formülasyon bileşenleriyle uyumlulukla birlikte değerlendirmelidir.

Basınca duyarlı yapıştırıcılar için yapışma, soyulma ve kesme, C5/C9 reçinesinin kendisinin doğal özellikleri olarak değil, tam yapıştırıcı formülasyonunun özellikleri olarak değerlendirilmelidir.

Kauçuk Bileşimi

Seçilen kauçuk bileşiklerinde, C5/C9 kopolimer hidrokarbon reçineleri yapışkanlaştırıcı veya değiştirici reçineler olarak işlev görebilir.

Kürlenmemiş işleme sırasında reçine seçimi yapışma ve reolojik davranışı etkileyebilir. Bu özellikler, kürlenmemiş kauçuk bileşenlerin montaj veya işleme sırasında yeterli geçici yapışmaya ihtiyaç duyduğu işlemlerle ilgili olabilir.

Bununla birlikte, nihai kürlenmiş mekanik özellikler, tek başına hidrokarbon reçinesine atfedilemez. Bunlar elastomer sistemine, reçine yüklemesine, dolgu maddelerine, yağlara, kürleme paketine, işleme geçmişine ve diğer formülasyon değişkenlerine bağlıdır.

Bu nedenle uyumluluk gerçek elastomer sistemiyle değerlendirilmelidir. Her iki formülasyon da kauçuk içerdiğinden, bir kauçuk bileşiğinde uygun performans gösteren bir kalitenin diğerinde aynı şekilde davranacağı varsayılamaz.

Mühendislik değerlendirmesi için şunları ayırmak faydalıdır:

kürlenmemiş özellikleryapışma, akış ve işleme davranışı gibi; itibaren

iyileştirilmiş özelliklerMekanik ve uygulamaya özel performans gibi.

Bu ayrım, reçinenin yapışkanlaştırıcı rolünün nihai vulkanize bileşiğin yapısal performansıyla karıştırılmasını önler.

Matbaa Mürekkebi Formülasyonları

C5/C9 kopolimer hidrokarbon reçineleri aynı zamanda seçilen baskı mürekkebi bağlayıcı sistemlerinde modifiye edici reçineler olarak da kullanılabilir.

Temel formülasyon konusu bağlayıcı ve solvent sistemiyle uyumluluktur. Çözünürlük, genel "C5/C9" tanımından varsayılmak yerine, gerçek solvent bileşimi ve işleme koşulları altında kontrol edilmelidir.

Formülasyonun tamamına bağlı olarak reçine kalitesi ve yükleme, çözelti viskozitesini, film davranışını ve diğer uygulama özelliklerini etkileyebilir. Bu nedenle ilgili özellikler gerçek mürekkep sistemi ve baskı sürecinde değerlendirilmelidir.

Mürekkep uygulamaları için yararlı derece seçimi soruları şunları içerir:

Reçine çözünür mü veya amaçlanan bağlayıcı ve solvent paketiyle uyumlu mu?

Seçilen kalite kabul edilebilir bir formülasyon viskozitesi üretiyor mu?

Renk veya görünüm gereksinimlerini etkiliyor mu?

Son mürekkep gerekli film ve baskı performansı testlerini karşılıyor mu?

Boyalar ve Kaplamalar

Seçilen boya ve kaplama formülasyonlarında, C5/C9 kopolimer hidrokarbon reçineleri, birincil yapısal bağlayıcı yerine modifiye edici reçineler olarak kullanılabilir.

Bu ürün-rol ayrımı önemlidir. Reçine belirli formülasyon özelliklerini değiştirebilir, ancak nihai kaplama performansı tüm bağlayıcı sistem, pigmentler, dolgu maddeleri, katkı maddeleri, substrat, film kalınlığı, kürleme veya kurutma koşulları ve uygulama yöntemi tarafından yönetilmeye devam eder.

Bu nedenle kalite seçimi, birincil bağlayıcı ve solvent veya taşıyıcı sistemle uyumluluğa ve ardından kaplamanın tamamının değerlendirilmesine odaklanmalıdır.

İlgili doğrulama şunları içerebilir:

• formülasyon uyumluluğu;
• viskozite ve işleme davranışı;
• filmin görünümü;
• amaçlanan alt tabakaya yapışma;
• uygulamaya özel kaplama performansı.

Bir kaplama sistemine uygun olan bir C5/C9 sınıfının, yalnızca yumuşama noktası esas alınarak başka bir kaliteyle doğrudan değiştirilebileceği varsayılmamalıdır.

Reçine Yükleme Neden Önemlidir?

Reçine yüklemesi, C5/C9 reçinesinin sabit bir özelliğinden ziyade bir formülasyon değişkenidir.

Hidrokarbon reçine miktarının değiştirilmesi yapışkanlaştırıcı, polimer veya bağlayıcı, plastikleştirici, yağ, mum, solvent ve diğer bileşenler arasındaki oranı değiştirir. Sonuç olarak yükleme; uyumluluğu, reolojiyi, viskoelastik tepkiyi ve son uygulama performansını etkileyebilir.

Bu nedenle yapıştırıcı, kauçuk, mürekkep ve kaplama sistemlerinde önerilebilecek evrensel bir C5/C9 yüklemesi yoktur.

Formül hazırlayanlar uygulamaya özel testler yoluyla yüklemeyi belirlemeli ve reçine konsantrasyonunun arttırılmasının istenen özelliği sürekli olarak geliştireceğini varsaymamalıdır.

Formül Oluşturucuların ve Tedarik Ekiplerinin Neleri Doğrulaması Gerekiyor?

Reçine Sınıfı Bilgisi

Aday C5/C9 kopolimer hidrokarbon reçinelerini karşılaştırmadan önce şunları doğrulayın:

• tam ürün derecesi;
• reçine ailesi ve bileşiminin tanımı;
• yumuşama noktası ve belirtilen test yöntemi;
• ilgili olduğu yerde renk spesifikasyonu;
• sağlandığı yerde moleküler ağırlık veya viskozite bilgisi;
• Teknik Veri Sayfası (TDS);
• Güvenlik Veri Sayfası (SDS);
• Analiz Sertifikası (COA) veya gerektiğinde parti spesifikasyonu.

Formülasyon Bilgileri

Reçine daha sonra aşağıdakilere göre değerlendirilmelidir:

• baz polimer, elastomer veya bağlayıcı;
• C5/C9 reçine yüklemesi;
• diğer yapışkanlaştırıcılar veya değiştirici reçineler;
• ilgili olduğu yerde plastikleştiriciler, yağlar, mumlar, dolgu maddeleri ve katkı maddeleri;
• solvent veya taşıyıcı sistem;
• işleme koşulları;
• amaçlanan substrat;
• uygulamaya özel test gereksinimleri.

Yalnızca Yumuşama Noktasına Göre Seçim Yapmayın

Aynı nominal yumuşama noktasına sahip iki hidrokarbon reçinesinin mutlaka birbirinin yerine kullanılması zorunlu değildir.

Bileşim, moleküler özellikler, uyumluluk, renk, viskozite ve üretim prosesindeki farklılıklar, aynı formülasyonda farklı davranışlara neden olabilir. Bu nedenle bir TDS karşılaştırması, formülasyonun doğrulanması yerine bir başlangıç ​​tarama adımıdır.

Sınırlamalar ve Formülasyon Sınırları

C5/C9 kopolimer hidrokarbon reçinesi evrensel bir yapışkanlaştırıcı veya değiştirici değildir.

Uygunluğu reçine cinsine ve formülasyonun tamamına bağlıdır. C5, C9 veya C5/C9 gibi ürün ailesi etiketleri faydalı kimyasal sınıflandırmalardır ancak bunlar tam uygulama spesifikasyonları değildir.

Benzer şekilde:

• amaçlanan polimer veya bağlayıcı sistemin uyumluluğu doğrulanmalıdır;
• yumuşama noktası doğrudan servis sıcaklığını veya termal stabiliteyi tanımlamaz;
• reçine yüklemesinin performansla evrensel olarak doğrusal bir ilişkisi yoktur;
• kürlenmemiş kauçuk raptiye, kürlenmiş mekanik performansla karıştırılmamalıdır;
• Formülasyon düzeyindeki yapışma, reçinenin kendine özgü bir özelliği olarak tanımlanmamalıdır.

Bu sınırlar, nominal olarak benzer ticari kaliteleri karşılaştırırken özellikle önemlidir.

Çözüm

C5/C9 kopolimer hidrokarbon reçineleri, formülatörlere seçilen yapıştırıcı, kauçuk, baskı mürekkebi ve kaplama sistemleri için karışık alifatik/aromatik hidrokarbon-reçine seçeneği sunar. Pratik değerleri spesifik kaliteye ve bileşiminin, yumuşama noktasının, moleküler özelliklerinin ve uyumluluğunun tüm formülasyonla nasıl etkileşime girdiğine bağlıdır.

Bu nedenle C5 tipi, C9 tipi veya C5/C9 kopolimer reçinesi arasındaki seçim, yalnızca ürün ailesi etiketlerinden ziyade formülasyon gerekliliklerine dayanmalıdır. Uyumluluk, reçine yükleme, işleme davranışı ve uygulamaya özel testler kalite değerlendirmesinin merkezinde yer alır.

Not Değerlendirmesinde Sonraki Adım

Uygulamaya özel kalite taraması için reçine tedarikçisine veya teknik ekibe baz polimeri veya bağlayıcıyı, mevcut reçine sistemini, hedef yumuşama noktası aralığını, işleme koşullarını, renk gerekliliklerini ve kalifikasyon için kullanılan temel performans testlerini sağlayın. Aday notları daha sonra teknik belgeleri kullanılarak karşılaştırılmalı ve ardından formülasyon düzeyinde testler yapılmalıdır.

Referanslar

1. Mildenberg, R., Zander, M. ve Collin, G. (1997).Hidrokarbon Reçineleri. Wiley-VCH. DOI: 10.1002/9783527614653
2. Lowery, RD (2000). Hidrokarbon reçineleri. İçindeKirk-Othmer Kimyasal Teknoloji Ansiklopedisi. Wiley. DOI: 10.1002/0471238961.0825041812152305.a01
3. Aubrey, DW (1988). Yapışkanlaştırıcı reçinelerin doğası ve etkisi.Kauçuk Kimyası ve Teknolojisi, 61(3), 448–469. DOI: 10.5254/1.3536196
4. Nakajima, H., Doi, T. ve Sakurai, S. (2020). Basınca duyarlı yapıştırıcıların uyumluluğunun dinamiklere ve yapışma özelliklerine etkisi.Japonya Yapışma Derneği Dergisi, 56(12), 463–471. DOI: 10.11618/yapışma.56.463
5. Raja, PR, Hagood, AG, Peters, MA ve Croll, SG (2013). Farklı yumuşama noktalarına sahip alifatik hidrokarbon yapışkanlaştırıcı dispersiyonları içeren doğal kauçuk lateks bazlı PSA'ların değerlendirilmesi-Farklı koşullarda yapışkan özellikler.Uluslararası Yapışma ve Yapıştırıcılar Dergisi, 41, 160–170. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2012.11.009