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在工業(yè)生產(chǎn)與日常生活中，PSA 膠水（壓敏膠）的應(yīng)用極為廣泛，從膠帶粘貼到產(chǎn)品組裝，都離不開它的身影。然而，隨著使用時(shí)間的推移，PSA 膠水常會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，其中氣泡的產(chǎn)生是較為常見的問題，這不僅影響膠水的外觀，更會(huì)嚴(yán)重削弱其粘接性能。那么，PSA 膠水為何會(huì)在老化過程中產(chǎn)生氣泡？低場核磁共振技術(shù)為我們提供了一種深入探究其內(nèi)在機(jī)理的有效手段。
要解答這一問題，首先需要了解 PSA 膠水的結(jié)構(gòu)特性。PSA 膠水屬于高分子材料，其分子結(jié)構(gòu)中存在著硬段（交聯(lián)段）、中間相和軟段（非交聯(lián)段）。硬段如同膠水結(jié)構(gòu)中的 “骨架"，賦予膠水一定的硬度和內(nèi)聚力，硬段比例越大，膠材料越硬，內(nèi)聚力越大，在剝離時(shí)就越不易產(chǎn)生殘膠；而軟段則像 “填充在骨架間的彈性體"，決定了膠水的柔軟度和粘附力，軟段比例越大，膠材料越軟，對表面的粘接也就越緊密。這兩種鏈段的平衡狀態(tài)，直接影響著 PSA 膠水的性能。
當(dāng) PSA 膠水發(fā)生老化時(shí)，其分子鏈段會(huì)發(fā)生一系列變化，進(jìn)而導(dǎo)致氣泡的產(chǎn)生。而低場核磁共振技術(shù)能夠在不破壞樣品的情況下，快速判斷這些鏈段的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為我們揭示老化的奧秘。
該技術(shù)的原理是在磁場中擾動(dòng)氫原子，然后聆聽它們恢復(fù)過程中的信號。由于高分子材料中硬段（結(jié)晶段、交聯(lián)段）的氫原子和軟段（非晶相、非交聯(lián)鏈段）的氫原子的恢復(fù)時(shí)間存在差異，且恢復(fù)時(shí)間由快到慢依次對應(yīng)硬段到軟段，儀器通過接收并分析這些信號，就能判斷出高分子鏈段中不同運(yùn)動(dòng)類型的氫原子的種類及其比例。
通過對 T2 弛豫譜圖的反演，我們還能夠進(jìn)一步獲知體系中硬段（交聯(lián)段）、中間相、軟段（非交聯(lián)段）的比例以及弛豫時(shí)間。在 PSA 膠水老化過程中，可能會(huì)出現(xiàn)硬段比例上升、軟段比例下降的情況。硬段比例增大，意味著 T2 弛豫時(shí)間縮短，膠水會(huì)變得更硬，內(nèi)聚力增強(qiáng)，但同時(shí)也會(huì)使膠水的柔韌性下降。此時(shí)，膠水內(nèi)部的應(yīng)力分布發(fā)生改變，原本緊密結(jié)合的結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)縫隙。另外，老化過程中可能會(huì)釋放出一些小分子物質(zhì)，這些小分子在膠水內(nèi)部聚集，當(dāng)它們無法及時(shí)擴(kuò)散出去時(shí)，就會(huì)形成氣泡。
相反，如果老化過程中軟段發(fā)生過度降解，導(dǎo)致軟段比例異常降低，硬段之間的連接變得脆弱，膠水的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降，也可能在內(nèi)部形成空洞，進(jìn)而發(fā)展為氣泡。低場核磁共振技術(shù)通過對鏈段比例和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測，能夠清晰地捕捉到這些變化，從而幫助我們準(zhǔn)確判斷 PSA 膠水老化產(chǎn)生氣泡的原因。
綜上所述，低場核磁共振技術(shù)憑借其對高分子材料鏈段的精準(zhǔn)分析能力，為我們理解 PSA 膠水老化產(chǎn)生氣泡的機(jī)理提供了有力的支持。借助這一技術(shù)，我們可以更有針對性地改進(jìn) PSA 膠水的配方和生產(chǎn)工藝，提高其抗老化性能，減少氣泡的產(chǎn)生，延長其使用壽命。
應(yīng)用案例：
低場核磁技術(shù)研究研究為何雙85老化條件下，膠會(huì)起氣泡
4號樣平整無暇，5號樣就有氣泡生成。同樣，低場核磁技術(shù)分析原因。
5號樣品軟段弛豫時(shí)間偏長，其它組分差別不大。說明5號樣軟段偏軟。
建議：軟段變硬（調(diào)控預(yù)聚程度）
通過軟硬段分析，低場核磁技術(shù)從微觀角度指導(dǎo)工藝調(diào)控。
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