Pregled industrije ljepila i brtvila i Rheonics Upotreba senzora » rheonics

Lipnja 5, 2025
Pedro Pacherrez
Ljepljiv

Pregled industrije ljepila i brtvila te relevantnost viskoznosti i gustoće

Saznajte o raznim primjenama u industriji ljepila i kako Rheonics vSenzori viskoznosti i gustoće koriste se i ugrađuju za praćenje fluida u liniji.

Rheonics-Ljepila-Brtvila-Senzori viskoznosti-Gustoće

Tablica sadržaja

Što su ljepila i brtvila?
Tržište ljepila
Vrste ljepila – proizvodnja i primjena
Viskoznost ljepila i brtvila
Gustoća ljepila i brtvila
Praćenje i kontrola viskoznosti i gustoće u procesu proizvodnje ljepila
Ugradnja SRV-a i SRD-a u procesima lijepljenja

Što su ljepila i brtvila?

Ljepila i brtvila su dva povezana pojma kada je u pitanju lijepljenje i spajanje dvaju ili više dijelova. Ovaj spoj obično zahtijeva upotrebu paste ili tekućine koja je kemijski obrađena kako bi se stvorila jaka veza na površini na koju se nanosi.

Pravo podrijetlo ljepila i brtvila dolazi iz same prirode i okružuje nas od pamtivijeka. Danas su ljepila i brtvila potrebna u svemu što koristimo i vidimo oko sebe, od kućnih radionica do visokotehnoloških proizvoda. Neki primjeri industrija su pakiranje, proizvodnja papira, proizvodnja zrakoplova, zrakoplovstvo, građevinarstvo, obućarska, automobilska, elektronička, medicina itd.

Ova primjena objašnjava kako su viskoznost i gustoća relevantne za proizvodnju i primjenu ljepila i kako Rheonics Za praćenje ovih varijabli mogu se koristiti SRV i SRD linijski senzori viskoznosti i gustoće.

Praćenje i kontrola viskoznosti u formuliranju, ispitivanju i primjeni ljepila i brtvila

Slika 1: Primjeri primjene ljepila i brtvila

Zašto se koriste ljepila?

Ljepila stvaraju spoj ili lijepljenje između dva ili više predmeta ili podloga (materijala koji se lijepe). Spoj je određen unutarnjom čvrstoćom materijala (tj. molekulama u masi), na temelju kemijskih veza između molekula [1].

Mnogi dizajni proizvoda i proizvodni procesi koriste ljepila kao preferirane metode spajanja, a alternative su zavarivanje, lemljenje, tvrdo lemljenje i pričvršćivači poput vijaka. Neki scenariji dizajna pogoduju upotrebi ljepila, dok drugi nisu prikladni za njih. Prednosti korištenja ljepila u odnosu na druge metode spajanja mogu uključivati:

Jednostavnost primjene
Različite metode sušenja, svaka prikladna za specifične industrije i namjene
Glatka površina u usporedbi s drugim metodama spajanja. Spojevi mogu biti nevidljivi.
Stvara spojeve bez utjecaja na mehanička svojstva podloge (uobičajeno kod zavarivanja)
Pogoduje boljoj raspodjeli naprezanja
Može smanjiti vibracije u sklopu
Dobra otpornost na udarce i udarce
Omogućuje spajanje različitih materijala
Lakša proizvodnja
Može djelovati i kao brtvilo
Općenito niža cijena

Ljepila i brtvila - razlike i sličnosti

Ova dva termina se često koriste i mogu se smatrati vrlo sličnim ili čak zamjenjivim, ali zapravo postoje razlike među njima u njihovoj svrsi i konačnoj upotrebi. Glavne definicije su [1]:

LjepljivTvar sposobna čvrsto i trajno držati barem dvije površine zajedno.

BrtviloTvar sposobna za spajanje najmanje dvije površine, ispunjavajući tako prostor između njih kako bi se stvorila barijera ili zaštitni premaz.

Iz definicija se može reći da se ljepilo koristi kada je potreban dugotrajan i čvrst spoj, dok se spoj brtvilom uglavnom koristi kako bi se spriječilo curenje tekućine ili plina, ali nije namijenjen trajnom spoju. To ne znači nužno da brtvilo pruža „slabiji“ spoj u usporedbi s ljepilom jer se prenesene sile i toplinske karakteristike razlikuju ovisno o vrsti i njihovoj namjeravanoj konačnoj upotrebi.

Neke sličnosti između ljepila i brtvila su način na koji se ponašaju kako bi postigli spajanje, na primjer:

tečnostObje tvari trebale bi se ponašati kao tekućina u nekom trenutku nanošenja kako bi došle u kontakt s površinama ili podlogama i popunile svaku moguću prazninu.

OčvršćivanjeObje tvari trebaju se stvrdnuti u čvrsto ili polučvrsto stanje kako bi prenijele i izdržale promjenjiva opterećenja kojima spoj može biti izložen.

Tržište ljepila

Procijenjena vrijednost tržišta ljepila i brtvila na globalnom tržištu u 76.1. godini iznosila je 2024 milijardu USD, a predviđa se da će do 90. godine dosegnuti gotovo 2029 milijardi USD [2]. Rast tržišta može se staviti u kontekst s obzirom na to da je 20. stoljeće završilo s vrijednošću od oko 10 milijardi USD [3].

Vodeće zemlje u industriji ljepila i brtvila su Kina, Japan, SAD, Velika Britanija i Njemačka. Ova industrija vrijedna više milijardi dolara sastoji se od otprilike 750 tvrtki, a najveće tvrtke, navedene u nastavku, drže gotovo 50% globalnog tržišta ljepila i brtvila.

Henkel
Sika
3M
HB Fuller
Huntsman
ITW Performance Polymer
RPM International
Avery Dennison
DOW

Trenutni rast industrije ljepila i brtvila prvenstveno se temelji na primjeni u građevinarstvu, kao i na rastućoj potražnji u medicinskim područjima. Industrija je strogo regulirana kako bi se postigli ekološki standardi, što potiče proizvođače da pronađu nove tehnologije za učinkovito korištenje resursa i smanjenje otpada.

Vrste ljepila - proizvodnja i primjena

Ljepila se općenito mogu klasificirati prema podrijetlu, vrsti primjene (metodi stvrdnjavanja) ili kemijskoj strukturi.

Ljepilo može potjecati iz prirodnih resursa (životinjskog, biljnog ili mineralnog) ili sintetičkih materijala (elastomera, termoplastike ili termostvrdnjavajućeg materijala).

Tablica 1: Vrste ljepila prema podrijetlu [1]

Glavno porijeklo	Vrste ljepila	Primjeri
Prirodno	Životinja	Albumin, životinjsko ljepilo, kazein, šelak, pčelinji vosak
	Povrće	Prirodne smole, Ulja i voskovi, Škrob i dekstrin - ugljikohidrati, Proteini
	Mineral	Asfalt, bitumen, silikati, mineralni voskovi, mineralne smole
Sintetički	elastomer	Silikon, guma, poliuretan, polisulfid, butil
	termoplastika	Vinilni polimeri, zasićeni poliesteri, polivinil
	Duroplastični	Epoksidi, nezasićeni poliesteri, amino plastike

Prirodna ljepila

Prirodna ljepila dobivaju se iz organskih izvora gdje se lijepljenje postiže prirodnim tvarima poput proteina, škroba i celuloze. Prednost prirodnih ljepila je što se mogu smatrati ekološki prihvatljivijima u usporedbi s alternativama. Neka prirodna ljepila, poput želatinsko ljepilo, također može biti 100% biorazgradiv i reciklabilan, čak i nakon obrade.

Najčešća prirodna ljepila su škrobna ljepila i dekstrinska ljepila uglavnom se koriste u industriji papira i ambalaže. Relativno ih je lako proizvesti pa ih je lako pronaći na tržištu po niskim cijenama.

Ljepilo je vrsta ljepila nastalog od mnogih prirodnih tvari, uključujući proteine poput želatine, škroba i celuloze [4].

Škrobna ljepila temelje se na škrobu, prirodnom ugljikohidratu ili polimeru koji se normalno nalazi u biljkama. Najčešći izvori su kukuruz, pšenica, krumpir i grašak.

Škrobna ljepila doživjela su brzi rast u industriji zbog mogućnosti poboljšanja svojih svojstava lijepljenja i otpornosti kemijskim procesima. Na primjer, boraks (natrijev tetraborat dekahidrat) i natrijev metaborat (boraks i natrijev hidroksid) mogu se dodati za promjenu adhezivnih svojstava škroba, uključujući viskoznost, ljepljivost i kohezivnost [3].

Sintetička ljepila

Sintetička ljepila temelje se na prepolimeri or polimeriKorišteni polimeri mogu se klasificirati kao termoplasti ili termoreaktivni polimeri.

Napredak u industriji plastike omogućuje masovnu proizvodnju ovih vrsta ljepila s modificiranim karakteristikama za svaku primjenu. Sintetička ljepila koriste se u izradi raznih predmeta, od namještaja do zrakoplova.

Glavni primjeri sintetičkih ljepila su epoksidi, uretani i cijanoakrilatiNeka od ovih ljepila su dvokomponentna ljepila, što znači da se nanose kao dvije ili više komponenti koje, kada se pomiješaju, kemijski reagiraju i tvore umreženi spoj.

Sintetička ljepila su najčešća vrsta ljepila koja se koristi u svijetu. Unatoč tome, suočavaju se s mnogim izazovima zbog ograničenih sirovina (rezerve nafte) i negativnog utjecaja sintetičkih spojeva na ljudsko zdravlje i okoliš.

Sljedeća tablica prikazuje popis vrsta ljepila, ukratko specificirajući proizvodnju – kako se izrađuju? primjenu – kako ili gdje se koriste? i slučajeve upotrebe.

Tablica 2: Vrste ljepila, proizvodnja i primjena

Vrste ljepila	Proizvodnja	primjena	Koristite slučajevi
Škrobno ljepilo Dekstrin Biljna ljepila Ljepila na bazi vodenog dekstrina	Proizvedeno od škroba, kuhanog na otprilike 90°C (200°F) u vodi. Otopina se zatim modificira radi ljepljivosti i drugih svojstava. Svijetlo su slamnate do jantarne ili smeđe boje	Tekućina osjetljiva na tlak Jednostavno se nanosi na podlogu, a ljepilo se stvrdnjava zahvaljujući ljepljivoj površini i laganom pritisku.	Papir i karton Lijepljenje papira Ambalaža Označavanje Farmaceutski Hrane i pića
Životinjska/proteinska ljepila Toplo ljepilo Želatinsko ljepilo	Pripremljeno u vodi kuhanjem životinjskih kostiju i vezivnog tkiva koja sadrže proteine Ljepilo dobiveno iz obranog mlijeka naziva se kazeinsko ljepilo Ljepilo dobiveno iz riblje kože bogate kolagenom naziva se riblje ljepilo Obično jantarne do smeđe boje	Većina se nanosi na otprilike 60°C (140°F). Može se i prethodno otopiti u vodi. Prilikom nanošenja, ljepilo ima vrlo visoku ljepljivost ili viskoznost, ali se suši u neljepljivi film Ne koristi se za visoke temperature ili visoku vlažnost Kazeinsko ljepilo se nanosi na sobnoj temperaturi, ali stvara vezu s visokim stupnjem otpornosti na vlagu	knjigovezaštvo Kutije drvenarija Pivarske boce
Ljepilo od polivinil acetata (PVA) Sintetičko ljepilo Smolasti cement	Izvedeno iz monomera vinil acetata Na bazi vode, bijela boja Ponekad se miješa s dekstrinskim ljepilima kako bi se stvorilo hibridno ljepilo	Može se otopiti u vodi Primjena na sobnoj temperaturi Brzo se stvrdnjava Dobra otpornost na vlagu Lijepljenje je donekle fleksibilno i prozirno s minimalnim utjecajem na estetiku podloge	Woodworking Crafting Ambalaža Tisak (uvezivanje) Papir i karton Gradnja
Ljepila za topljenje tj. ljepilo od etilen vinil acetata EVA	Postoje različita ljepila za vruće taljenje, većina se temelji na miješanju kopolimera EVA Mogu se dodati i drugi polimeri, voskovi, ulja, guma i smole Niska razina hlapljivih organskih spojeva (VOC)	Termoplastika, koja se primjenjuje na određenim temperaturama iznad sobne temperature Vrijeme stvrdnjavanja varira. Neka se ljepila za vruće stvrdnjavanje odmah stvrdnu nakon nanošenja, dok druga zadržavaju ljepljivost dulje vrijeme kako bi omogućila "odgođeno" prianjanje. Na primjer, silikonski premazani odvojivi papir može se kasnije odlijepiti i postaviti u podlogu.	Koža za cipele Higijena, namještaj i ambalaža medicinski Elektronički Autokuće
epoksi	Sastoji se od dva odvojena ljepila, jedno se naziva osnovna smola obično visoke viskoznosti, a drugo se naziva učvršćivač ili katalizator i obično ima nižu viskoznost.	Zahtijeva miješanje oba ljepila Većina vrsta će se postaviti na sobnu temperaturu, ali neke zahtijevaju zagrijavanje kako bi se postigla, poboljšala ili ubrzala reakcija umrežavanja Obično je potrebno vrijeme sušenja od oko 24 sata	glačanje Ljepila za drvo medicinski Osobna higijena Pokrivanje i podovi Autokuće zračno-kosmički prostor
Silikon	Silikon se temelji na silicijevom dioksidu (silicijev dioksid - SiO2), uobičajenom mineralu prisutnom u pijesku, tlu, granitu i stijenama. Ekstrahirani pijesak se pročišćava, zagrijava i hladi, što rezultira silicijevim prahom. Proces se nastavlja dodavanjem metil klorida, polimeriziranog silikona i drugih sastojaka.	Dostupno kao jednokomponentno (RTV - silikon za vulkanizaciju na sobnoj temperaturi) i dvokomponentno ljepilo RTV silikon se stvrdnjava prilikom nanošenja reakcijom s okolnom vlagom Dvokomponentni silikon može se koristiti s metalom, staklom i keramikom Silikonska ljepila i brtvila prikladna su za primjenu na visokim temperaturama, do 260°C (500°F)	brtvila glačanje Ljepila za drvo Materijali za brtvljenje Elektronika
Poliuretan	Pomiješano s nosećim materijalom kao što je otapalo Proizvodi se u različitim rasponima viskoznosti i omjera miješanja Potrebno je dobro miješanje za postizanje izvrsne kvalitete Neki sadrže izocijanate ili katalizatore teških metala koji zahtijevaju dodatne mjere opreza kako bi se izbjegli zdravstveni rizici za operatere.	Dostupno kao jednokomponentno i dvokomponentno ljepilo. Fleksibilne, ali jake veze Može se koristiti s gumom, plastikom, metalom, vunom, papirom, keramikom i tkaninama Uglavnom ograničeno za primjenu ispod 120°C (250°F)	brtvila Valoviti kartoni Višestruke laminacije

Viskoznost ljepila i brtvila

Jednostavno rečeno, viskoznost se može definirati kao otpor tekućine tečenju. Ljepila i brtvila u tekućem stanju klasificiraju se kao ne-Newtonovi fluidi, što znači da su njihova očitanja viskoznosti ovisna o brzini smicanja pri kojoj se mjere.

Viskoznost je od velike važnosti tijekom proizvodnje i primjene ljepila, a također može dati uvid u promjene gustoće, stabilnosti, sadržaja otapala, brzine miješanja, molekularne težine itd. Viskoznost je učinkovit pokazatelj konzistencije ljepila ili raspodjele veličine čestica.

Viskoznost ljepila može uvelike varirati ovisno o konačnoj upotrebi (npr. brtvljenje, lijepljenje itd.). Mogu se pronaći ljepila niske, srednje i visoke viskoznosti.

Ljepila niske viskoznosti: Koriste se za kapsuliranje, zalijevanje i impregnaciju.
Ljepila srednje viskoznosti: Uglavnom se koriste za lijepljenje i brtvljenje.
Ljepila visoke viskoznosti: Koriste se za zahtjeve protiv kapanja ili slijeganja. Uobičajeno za neke epoksidne smole.

Tradicionalno, tehnologije mjerenja viskoznosti zahtijevale su ručno uzorkovanje i laboratorijska očitavanja. Ovaj proces zahtijeva i vrijeme i ljudske sate te nije prikladan za kontrolu procesa u stvarnom vremenu. Svojstva očitana u laboratoriju nisu reprezentativna za tekućinu u vodovima zbog proteklog vremena, sedimentacije ili starenja tekućine.

The Rheonics SRV je linijski procesni viskozimetar prikladan za linijsko očitavanje viskoznosti i temperature. SRV očitava umnožak viskoznosti i gustoće fluida i rezultat daje kao dinamičku viskoznost.

SRV je prikladan za instalacije u cjevovodima različitih veličina, reaktorima, spremnicima za miješanje i skladištenje, omogućujući potpunu sljedivost procesa ljepila. SRV senzor omogućuje potpuno automatizirani proces kontrole ljepila slanjem očitanja viskoznosti kontroleru za obradu dodavanja otapala ili razrjeđivača radi postizanja željenog rezultata. Očitavanja SRV-a također se koriste za praćenje omjera miješanja ili konzistencije ljepila u reaktoru u stvarnom vremenu, kako bi se poduzele potrebne radnje kada se postigne omjer miješanja.

Gustoća ljepila i brtvila

Gustoća tekućine je odnos njezine mase i volumena. Gustoća ljepila koristi se za praćenje sadržaja spojeva dodanih u proizvodnji ili sadržaja krutih tvari i veličine čestica unutar tekućine prije i nakon miješanja. Dakle, gustoća ljepila u procesu miješanja može se koristiti kao pokazatelj ispravnog konačnog sastava.

The Rheonics SRD je linijski mjerač gustoće i viskoznosti prikladan za linijska očitavanja gustoće, viskoznosti i temperature. SRD također može dati izlaz kinematičke viskoznosti, postotke koncentracije itd. Rheonics nudi SRD u različitim varijantama i veličinama kako bi odgovarao zahtjevima instalacije.

Praćenje i kontrola viskoznosti i gustoće u procesu proizvodnje ljepila

Proizvodnja ljepila obično se temelji na miješanju ili disperziji različitih materijala kako bi se postigla željena kemijska otpornost, toplinska svojstva, otpornost na udarce, skupljanje, fleksibilnost, upotrebljivost i čvrstoća u konačnom proizvodu.

The Rheonics Inline viskozimetar SRV i inline mjerač gustoće i viskoznosti SRD prikladni su za ugradnju na različitim mjestima u procesima proizvodnje ljepila, ljepila ili škroba. Senzori tipa SR omogućuju linijsko praćenje viskoznosti, gustoće i temperature, kao i izvedenih parametara poput koncentracije i omjera miješanja. Ugradnja može biti izravno u spremnik za miješanje kako bi se razumio razvoj viskoznosti i odredilo kada je postignuto potrebno miješanje; u spremnicima za skladištenje kako bi se provjerilo jesu li svojstva fluida održana; ili u cjevovodima, dok fluid teče između jedinica.

Ugradnja SRV-a i SRD-a u procesima lijepljenja

U spremnicima

Mjerenja viskoznosti unutar spremnika za miješanje ljepljive tekućine omogućuju brzo djelovanje na kontrolu konzistencije tekućine. To rezultira većom proizvodnjom i manjim rasipanjem resursa.

Viskozimetar SRV može se ugraditi u spremnik za miješanje s gornjeg poklopca, zida ili dna. Ako se ugrađuje s vrha, preporučuje se dugačka ubodna sonda od -X5. Saznajte više na SRV-X5 i SRD-X5Duljina umetanja (A) treba biti dovoljno duga da osjetilni element bude u kontaktu s tekućinom. Za ugradnju na stijenku i dno spremnika može se koristiti kratka varijanta sonde poput SRV-X1 or SRV-X3Ako su na spremniku dostupni postojeći priključci, klijent može razmotriti njihovu ponovnu upotrebu za ugradnju SRV-a.

Mjerač gustoće i viskoznosti SRD ne preporučuje se za procese miješanja jer miješanje može dodati previše buke očitanjima. Ako spremnik za miješanje ima recirkulacijsku pumpu, SRD se tamo može lako instalirati kako je objašnjeno u sljedećem odjeljku.

Kontaktirajte Rheonics Tim za podršku na za preporuku o instalaciji. Klijent treba podijeliti crteže ili slike spremnika, navodeći sve postojeće dostupne otvore i radne uvjete (temperatura, tlak, očekivana viskoznost itd.).

U cjevovodima

Najbolja moguća lokacija SRV-a i SRD-a u cjevovodima s ljepljivim tekućinama je ugradnja u koljenu. To je aksijalna ugradnja s osjetilnim elementom sonde usmjerenim prema toku tekućine. Ovo rješenje obično zahtijeva dugi umetnuti senzor -X5. Saznajte više o SRV-X5 i SRD-X5.

Korištenje duge umetnute sonde -X5 omogućuje klijentu prilagođenu duljinu umetanja (A) i procesni priključak, ovisno o zahtjevima instalacije, poput veličine cjevovoda. Duljina umetanja A trebala bi biti dovoljna da osjetilni element sonde (u plavoj zoni na sljedećoj slici) bude u kontaktu s tekućom tekućinom, izbjegavajući mrtve ili stagnacijske zone u blizini instalacijskog otvora. Postavljanje osjetilnog elementa u ravni dio cijevi ima dodatnu prednost održavanja osjetilnog elementa čistim dok tekućina teče preko aerodinamičnog dizajna sonde.

Ako je linija mala (manja od 1.5”), klijent može razmotriti korištenje Rheonics protočne ćelije ili varijante sonde Slimline -X6 s manjim promjerom. Saznajte više:

Uzmite u obzir da ljepila visoke viskoznosti mogu lako stvoriti naslage na površinama sonde i cijevi. Ovdje je izbjegavanje mrtvih zona oko osjetilnog elementa ključno za pouzdana očitanja. Ako sondu treba ručno očistiti, pročitajte članak: Kako očistiti sonde tipa SR?