Термоплавкие чувствительные к давлению клеи на основе бутадиен-стирольных сополимеров: свойства и примеры использования

Введение

Самоклеящиеся материалы – это класс функциональных клеящих материалов, которые представляют собой многослойные конструкции, включающие подложку, в качестве которой используются различные материалы ‒ например, алюминиевая фольга, стеклоткань, полимерные пленки (полиимидная, полиэтилентерефталатная, поливинилхлоридная и другие), клей с постоянной липкостью и защитную пленку. Области применения самоклеящихся материалов постоянно расширяются. Самоклеящиеся материалы на основе бумаги, пленок и картона используются в производстве всевозможных наклеек и этикеток бытового и специального назначения. Теплоизоляционные материалы с липким слоем нашли широкое применение для защиты трубопроводов от воздействия климатических факторов [1, 2].

В области функциональных самоклеящихся материалов авиационного назначения в НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ разработаны: алюминиевые фольги с липким слоем марок ФЛС, САФ и ВСМФ-1; самоклеящийся материал марки ВСМТ на тканевой основе, который в сравнении с алюминиевыми самоклеящимися фольгами обладает улучшенной выкладываемостью на криволинейных поверхностях; защитное пленочное покрытие марки ЗППК, а также липкая негорючая лента марки ЛНГМ [3]. С использованием этих материалов разработаны технологии оперативного ремонта, направленные на устранение повреждений лакокрасочного покрытия планера самолета, а также временного ремонта агрегатов из полимерных композиционных материалов, в том числе с использованием комбинаций самоклеящихся материалов и эпоксидных клеев холодного отверждения. Применение таких технических решений в условиях эксплуатации снижает энергоемкость и трудоемкость ремонтных операций в 8–10 раз и исключает необходимость использования сложного оборудования, что повышает надежность и эффективность ремонтных процессов [4–6].

В работах [7, 8] представлена информация в области клеев с постоянной липкостью на основе натурального и синтетических каучуков растворного типа, широко использующихся в качестве липкого слоя для самоклеящихся материалов, которые применяются в различных областях техники: в авиационной отрасли (алюминиевые самоклеящиеся фольги для оперативного ремонта повреждений лакокрасочных покрытий), медицине (пластыри, повязки, компрессы и другие медицинские изделия) и в быту (различные этикетки).

В качестве полимерной основы клеев с постоянной липкостью наряду с наиболее часто применяемыми натуральным и синтетическими каучуками, в том числе акриловыми эластомерами, также используются композиции с постоянной липкостью на основе стирол-блок-сополимеров: стирол-бутадиен-стирола (SBS) и стирол-изопрен-стирола (SIS), которые обеспечивают высокие эластические характеристики клеевых соединений.

В патенте [9] приведены составы липких клеев растворного типа на основе изопрен-стирольного термоэластопласта с содержанием стирола 5–7 % (здесь и далее ‒ % (по массе)), которые дополнительно содержат следующие компоненты: агент липкости (терпенфенольная или стирол-инденовая смолы), пластификатор (диоктилфталат, вазелиновое масло, низкомолекулярный полибутадиен или эпоксидированное растительное масло) и органический растворитель (этилацетат, бензин или их смеси с метиленхлоридом). В состав клея может входить также хлорированный полиизопреновый каучук.

Для улучшения характеристик предложены композиции растворного типа с постоянной липкостью, содержащие бутадиен-стирольный каучук, канифоль, эпоксидную смолу, масла и органические растворители, что обеспечивает повышенную адгезию, липкость и эластичность клея при сохранении пленкообразующих свойств [10]. Известны также клеящие материалы для наклеек и лент на основе твердых и жидких каучуков со смолами и пластифицирующими маслами, в том числе с использованием стирол-бутадиен-стирольного и стирол-бутадиенового сополимеров [11]. Такие материалы сохраняют работоспособность в диапазоне температур от –60 до +80 °C.

В настоящее время взамен липких клеев растворного типа все более широкое применение в различных областях промышленности находят термоплавкие клеи, чувствительные к давлению, такие как НМPSA (от английского Hot Melt Pressure Sensitive Adhesive), или клеи-расплавы с остаточной липкостью, которые после расплавления и остывания остаются постоянно липкими и способными обеспечить прочное клеевое соединение при сжатии соединяемых поверхностей под давлением.

Клеи HMPSA в сравнении с липкими клеями растворного типа имеют ряд существенных преимуществ: возможность перемещения соединяемых поверхностей относительно друг друга до их склеивания, что особенно важно при соединении криволинейных поверхностей; высокий уровень эластических характеристик; устойчивость к отслаивающим нагрузкам; высокие адгезионные свойства к различным поверхностям, в том числе к инертным материалам (полиэтилену, поливинилхлориду и многим другим); отсутствие в составе органических растворителей, что исключает открытую выдержку при склеивании, тем самым ускоряя процесс склеивания и обеспечивая экологическую безопасность применения этих материалов.

Весьма перспективным направлением исследований является возможность использования клеев HMPSA в качестве липкого слоя для создания защитных пленочных материалов, которые могут эффективно использоваться для защиты поверхности элементов конструкции самолетной техники от эрозионного износа, возникающего при длительном воздействии воды и песка в процессе эксплуатации.

Среди достаточно широкой линейки клеев HMPSA, в качестве полимерной основы в которых используются каучуки различной химической природы, внимание исследователей все больше привлекают клеи-расплавы на основе стирол-бутадиеновых сополимеров. Известно, что отличительной особенностью стирол-бутадиеновых сополимеров (SBS-сополимеров) является микрофазное разделение, при котором жесткие полистирольные блоки в составе блок-сополимера образуют физические сетки ‒ сшивки, тогда как полибутадиеновые сегменты обеспечивают высокую эластичность и низкую температуру стеклования эластомера. Таким образом, происходит эффективное смачивание липким клеем поверхности субстрата с высоким уровнем когезионной прочности клеевого соединения при сдвиговых и отслаивающих нагрузках. Поэтому для наиболее эффективного применения SBS-сополимеров в составе расплавных клеев НМPSA разработчиками этих материалов особое внимание уделяется изучению влияния структуры, молекулярной массы и соотношения блоков в составе сополимеров на реологические характеристики и адгезионные свойства липкого клея. Важнейшими критериями оценки свойств клеев HMPSA, которые используются при разработке этих материалов, являются такие параметры, как липкость, прочность при сдвиге и отслаивании.

Существенное внимание разработчики уделяют также созданию чувствительных к давлению клеев на основе гибридных полимерных систем, таких как смеси на основе сополимера стирол-изобутилен-стирола (SIBS), в которых центральный блок полиизобутилена (PIB-блок) обеспечивает низкую проницаемость для кислорода и воды, превосходную гидрофобность и устойчивость к агрессивным средам, ультрафиолетовому облучению и температурным циклам [12], а концевые блоки полистирола (PSt-блоки) придают клею механическую жесткость и термическую стабильность в интервале температур от −60 до +150 °C [13].

Цель данного обзора ‒ систематизация актуальной научной информации в области компонентного состава клеев HMPSA,выявление взаимосвязей между составом клея и физико-механическими характеристиками клеевых соединений в процессе эксплуатации.

Работа выполнена в рамках реализации комплексной научной проблемы 15.1. «Многофункциональные клеящие системы» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») при поддержке ЦКП «Климатические испытания» НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ.

Примеры составов клеевых композиций на основе стирол-бутадиеновых сополимеров

Имеется достаточно большой объем информации по рецептуре и основным свойствам полимерных композиций с постоянной липкостью, состав которых оптимизирован для достижения самого широкого спектра технологических и прочностных свойств, в том числе повышенной адгезии к различным подложкам. Например, в патенте [14] представлены составы чувствительных к давлению клеев на основе линейных триблочных стирол-бутадиеновых сополимеров и их смесей со стирол-изопреновыми сополимерами (в количестве 5–20 %), содержащих также значительную долю агентов липкости (40–65 %), изопарафиновых масел (10–30 %) и в некоторых случаях воска. Отмечается, что липкие клеи данного состава обладают высокими характеристиками статической прочности клеевых соединений при сдвиге (более 25 ч при температуре 65 °C) на полиэтиленовых и полипропиленовых подложках, что делает возможным их применение в различных сферах производства.

Как следует из патента [15], предлагается усовершенствованная композиция термоплавкого самоклеящегося материала (HMPSA), который содержит эластомерный компонент, например смесь стирол-изопреновых и стирол-бутадиеновых сополимеров, и загущающий компонент, включающий одну или несколько углеводородных смол на основе нефтяных фракций C5 и C9 с температурой размягчения 35–60 °C, которые в исходном виде представляют собой полутвердые вещества. Композиции, включающие данные смеси, характеризуются пониженной летучестью, стабильностью свойств при хранении, хорошими адгезионными свойствами к подложкам и субстратам и предназначены преимущественно для изготовления клеевых покрытий для этикеток.

В патенте [16] приведены составы термоплавких чувствительных к давлению клеев HMPSA на основе смесей стирол-изопреновых и стирол-бутадиеновых сополимеров в сочетании с углеводородными смолами в качестве агента липкости и пластификаторами (в основном гидрокарбоновыми маслами). Стирол-изопреновые сополимеры имеют структуру с содержанием стирола 10–30 % и молекулярной массой 50000–500000, а стирол-бутадиеновый сополимер – с содержанием стирола 10–40 % и аналогичной молекулярной массой. Агенты липкости представляют собой смесь двух типов углеводородных смол: одна совместима со стирол-изопреновым сополимером и содержится в количестве 20–80 %, другая ‒ со стирол-бутадиеновым сополимером и вводится в состав клея в количестве 30–80 %, при этом используются углеводородные смолы с температурами размягчения 50–140 и 50–100 °C соответственно. Пластификаторы (ароматические, нафтеновые или парафиновые масла) добавляются в состав липкого клея в количестве 0,5–25 % (предпочтительно 5–15 %) от эластомерного компонента, а антиоксиданты (например, стерически затрудненные фенолы, которые вводятся в состав клея в количестве 0,05–2 %) ‒ для повышения стабильности материала в процессе эксплуатации. Данные композиции предназначены преимущественно для производства упаковочных лент на основе биаксиально ориентированного полипропилена (BOPP), где клей наносится в виде сухого покрытия с поверхностной плотностью 10–40 г/см² (предпочтительно 10–30 г/см²) на пленки толщиной 25–112 мкм. Это обеспечивает совместимость с ориентированными полипропиленовыми пленками, минимизируя их деформацию и сохраняя адгезионные свойства. В патенте [16] подчеркивается, что такие адгезивы демонстрируют высокую устойчивость к сдвигу – не менее 10 ч при температуре 40 °C, и обладают удовлетворительными характеристиками, в том числе прочностью при отслаивании, петлевой липкостью (loop tack) и температурой разрушения при сдвиге, а также вязкостью при температуре 175 °C, которая варьируется от 59000 до 95000 мПа·с.

В примерах патента [16] приведены конкретные составы композиций, иллюстрирующие достигаемый баланс между реологическими и когезионными свойствами: например, при увеличении доли агентов липкости (до 50 %) клеи показывают улучшенную реологическую стабильность, но требуется оптимизация состава с целью избежать снижения когезионных свойств. Применение таких материалов позволяет не только снизить стоимость производства по сравнению с немодифицированными стирол-изопрен-сополимерными системами, но и расширить возможность использования этих материалов при производстве упаковки, этикеток и скотчей, где важны низкая вязкость состава для его переработки и высокая адгезия к полипропиленовым подложкам.

Чувствительные к давлению клеи на основе высокостирольных стирол-бутадиеновых сополимеров под торговыми марками Taipol и Vector предназначены для применения в широком спектре строительных работ в связи с эластичностью клеевых систем [17]. Благодаря высокому содержанию стирольного компонента данные материалы обеспечивают повышенные когезионную прочность, упругость и долговременную стабильность сцепления липкой ленты с субстратом.

В патенте [18] предложена клеевая композиция на основе сополимера стирол-бутадиен-стирола (SBS-сополимера) компании Kraton (Южная Корея), использование которого в сочетании с ароматической (Hikotack P-90) и алифатической (UCRP 100) смолами позволяет достичь улучшенных эксплуатационных характеристик. Ключевым фактором является использование в качестве основы клея SBS-сополимера, обеспечивающего необходимый уровень когезионной прочности и термостойкости клеевого шва. Показано, что определенное содержание этого сополимера (11–18 %) в составе клея также необходимо для обеспечения оптимального сочетания вязкости клея и прочностных характеристик клеевого соединения: недостаток SBS-сополимера в составе липкого клея снижает прочность клеевого шва, а его избыток затрудняет нанесение расплава клея на подложку. Таким образом, в патентном источнике подчеркивается решающее значение сополимеров стирол-бутадиен-стирола в формировании свойств клеев HMPSA.

В патенте [19] рассмотрены технологические подходы к созданию самоклеящихся материалов с оптимальными свойствами на основе термопластичных эластомеров ‒ прежде всего, блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирола. Указано, что решающим фактором при формировании требуемого уровня эксплуатационных свойств клеевых соединений является оптимизация состава полимерной матрицы с постоянной липкостью: варьирование содержания стирольных доменов в SBS-сополимерах позволяет управлять когезионной прочностью и деформационными характеристиками клея. Дополнительное введение в состав клея модифицирующих смол и пластификаторов обеспечивает достижение требуемого баланса между реологическими (вязкостными) характеристиками расплава клея и адгезионными характеристиками клеевого соединения, что критически важно при расплавном методе нанесения липкого клея на подложку. Авторами патента [19] подчеркивается также влияние параметров технологического процесса нанесения расплава клея (температурного режима, скорости охлаждения, метода нанесения) на достижение оптимальной морфологии SBS-сополимера, следствием чего является повышение устойчивости к ползучести и долговечности получаемых липких лент. В патенте акцентируется внимание на выявленной авторами взаимосвязи между технологическими параметрами переработки расплава клея, формируемой при этом молекулярной структурой SBS-сополимеров и конечными адгезионными свойствами клеевого соединения («клей‒подложка» и «клей‒субстрат»), что подтверждает ключевое значение именно блок-сополимерной основы липкого клея в формировании эксплуатационных характеристик термопластичных клеевых соединений.

Влияние полимерной основы на адгезионные свойства клеевых композиций для самоклеящихся лент имеет приоритетное значение. В частности, в патенте [20] показано, что введение в состав липкого акрилатного клея сополимеров с оптимизированным содержанием полярных групп (например, карбоксильных) обеспечивает значительный рост контактной липкости клея и прочности клеевых соединений. Эти закономерности актуальны и для систем на основе стирол-бутадиеновых блок-сополимеров, где варьирование содержания стирольных доменов и молекулярной массы сополимерного блока позволяет регулировать баланс между когезионной прочностью клея и адгезионными свойствами клеевого соединения. Как и в случае акрилатных сополимеров, введение полярных модификаторов в состав стирол-бутадиеновой основы липкого клея способствует улучшению взаимодействия с субстратами, увеличивая исходную липкость клея и его устойчивость к отслаиванию.

Универсальные клеевые системы на основе стирол-бутадиеновых сополимеров под торговой маркой D-серия южнокорейской компании Kraton, модифицированные различными каучуками и минеральными маслами, предназначены для бытового применения, включая этикетки, ленты и монтажные материалы. Эти составы отличаются хорошей перерабатываемостью, умеренной вязкостью и сбалансированным уровнем свойств клея – липкостью и когезионными свойствами клеевых соединений [21].

Аналогичные клеевые системы на основе стирол-этилен-бутилен-стирольного (SEBS) блок-сополимера с ароматическими C9 смолами и парафиновыми маслами демонстрируют высокие показатели адгезионной прочности (~700 Н/мм). Данные составы предназначены для атмосферостойких лент и покрытий, которые обеспечивают высокую эластичность и стойкость к атмосферным воздействиям [22].

Ряд сополимеров имеется также у южнокорейской компании Kraton под торговыми марками A-, G-, FG-серий, которые применяются в рецептурах, демонстрирующих широкую совместимость с различными типами агентов липкости. Эти составы обеспечивают баланс когезионных свойств и липкости, стабильность при хранении и переработке расплава клея, однако количественные показатели прочности при отслаивании и сдвиговой нагрузке в открытом доступе не представлены [23].

Одними из основных функциональных компонентов, применяемых в составах, чувствительных к давлению клеев HMPSA, являются агенты липкости – низкомолекулярные смолы, которые обеспечивают высокую липкость и способность быстро сцепляться с поверхностью субстрата при минимальном давлении [24].

В работе [25] представлена информация о выявленной авторами зависимости основных свойств липкого клея от количества вводимого в состав клея агента липкости (см. рисунок). Видно, что оптимальное содержание агента липкости варьируется от 50 до 70 % и обеспечивает минимальную ползучесть и максимальный уровень прочности и липкости.

Концентрация липких смол может существенно варьироваться в пределах 40–85 % от массы смеси, причем выбор более точного количества критически важен для обеспечения оптимальных свойств липкого клея. Наиболее распространенными агентами липкости являются гидрогенизированные и негидрогенизированные углеводородные смолы на основе нефтяных фракций C5 и C9, а также смолы на основе дициклопентадиена [26]. Исследования показали, что совместимость таких смол с полимерной матрицей оказывает определяющее влияние на реологические характеристики, включая модуль потерь и эластичность. В частности, в работах [27, 28] отмечается, что использование гидрокарбоновых смол позволяет повысить начальную адгезию клея и обеспечить баланс между высокой смачивающей способностью липкого клея и высокой когезионной прочностью клеевых соединений на его основе.

Пластификаторы также имеют ключевое значение в рецептурах термоплавких чувствительных к давлению клеев HMPSA, обеспечивая снижение вязкости композиции и повышение гибкости адгезионного слоя, улучшая его способность к смачиванию различных поверхностей. Основными типами пластификаторов, используемых в клеях HMPSA на основе стирол-бутадиен-стирольных сополимеров, являются минеральные масла парафинового и нафтенового типа. Их содержание в композиции обычно ограничивается диапазоном от 5 до 40 %, чтобы избежать нежелательного снижения когезионной прочности и термостабильности материала. Например, в патенте [29] приводится информация об использовании парафиновых масел в количестве до 30 % для достижения оптимальной вязкости при переработке клея, что позволяет наносить клей равномерным слоем на подложки, такие как полипропиленовые пленки, без потери прочностных характеристик.

Добавление пластификаторов в состав клеев HMPSA способствует снижению температуры стеклования бутадиеновой фазы стирол-бутадиеновых сополимеров, что критически важно для улучшения адгезионных свойств, особенно к поверхностям с низкой энергией, таких как полиэтилен или полипропилен. В патенте [17] подчеркивается, что нафтеновые масла (благодаря своей химической совместимости с полидиеновыми блок-сополимерами) эффективно снижают температуру стеклования до значений менее –50 °C, обеспечивая высокую эластичность и липкость клея при комнатной температуре. Это позволяет клею проявлять повышенные адгезионные свойства к поверхности подложки с неровностями за счет улучшенного смачивания с увеличением прочности клеевых соединений при отслаивании, измеряемую по стандарту ASTM D3330 (прочность при отслаивании под углом 180 градусов). Однако избыточное содержание в составе липкого клея пластификаторов (более 35–40 %) может привести к миграции масла на поверхность, что снижает стабильность клеевого соединения в процессе длительной эксплуатации.

Кроме того, отмечается влияние пластификаторов на технологические параметры в процессе переработки клеев HMPSA, в том числе снижение температуры плавления и нанесения клея на подложку. В патенте [17] также отмечается, что использование в качестве пластификатора масел с низкой молекулярной массой (200–1000 г/моль) позволяет уменьшить температуру переработки расплава клея на 10–20 °C (по сравнению с композициями, не содержащими пластификаторы), что снижает риск термической деградации полимерной матрицы. Однако необходимо строго контролировать дозировку масла, так как его избыток может вызвать нежелательное снижение когезионной прочности и вязкости клея, что приводит к увеличению склонности клея к стеканию при нанесении на вертикальные поверхности и ограничивает его применение в некоторых промышленных процессах.

Для сохранения свойств клеевых композиций при термоокислительном старении и воздействии агрессивных факторов внешней среды в состав липких клеев HMPSA вводятся антиоксиданты (например, фенольные, амины) и УФ-стабилизаторы. Их содержание в рецептурах клеев обычно находится в диапазоне от 0,2 до 3 %. Основное требование к таким добавкам ‒ предотвращение термической деструкции и окисления полимерной матрицы и липких смол в процессе переработки расплава клея и длительной эксплуатации липкого клея. Введение антиоксидантов позволяет сохранить высокие адгезионные характеристики клеевых соединений, предотвратить увеличение вязкости клея и сохранить стабильность упругих характеристик в процессе его старения [30].

Методы нанесения клея HMPSA

Технологические преимущества расплавных клеев проявляются в первую очередь в высокой производительности линий нанесения, поскольку процесс не включает стадию сушки для удаления растворителей, что существенно сокращает общий цикл производства. Это позволяет наносить клеевой слой из расплава с высокой скоростью, обеспечивая стабильное качество покрытия при больших объемах производства.

Метод нанесения расплава через плоскощелевой экструдер (называемый в иностранных научно-технических источниках slot-die) ‒ это одна из ключевых технологий нанесения термоплавких чувствительных к давлению клеев HMPSA на основе стирол-бутадиен-стирольных сополимеров, которая обеспечивает высокую точность и равномерность нанесения покрытия. Этот метод позволяет контролировать толщину слоя с отклонением не более ±0,5 % и перерабатывать композиции с вязкостью до 500000 мПа·с при скоростях нанесения до 100 м/мин и ширине подложки до 3000 мм, обеспечивая при этом толщину слоя клея 5–50 мкм. Применение закрытой системы подачи расплава клея минимизирует его контакт с воздухом, что снижает риск окисления и загрязнения клеевой массы и обеспечивает высокое качество покрытия. В патенте [31] описывается применение метода нанесения расплава клея на подложку через плоскощелевой экструдер в процессе производства самоклеящихся этикеток, при этом стабильность процесса достигается за счет точной регулировки давления и температуры расплава (140–180 °C), что позволяет работать с композициями на основе SBS и SIS с высокой липкостью. Однако технология требует строгого контроля чистоты оборудования и настройки параметров (таких как зазор между головкой и подложкой) для предотвращения дефектов при смене состава или ширины покрытия.

Суть использования плоскощелевого экструдера заключается в подаче расплава клея через узкую щель в дозирующей головке, которая равномерно распределяет материал по движущейся подложке. Процесс включает три главных этапа: плавление клея в экструдере, транспортировку расплава через нагреваемые шланги к дозирующей головке и его нанесение на подложку с контролем толщины путем регулировки зазора и давления. Приведены составы липких композиций на основе стирол-бутадиеновых сополимеров и парафиновых добавок, оптимизированные для высокоскоростного нанесения. Указано, что использование гидрогенизированных смол C5 и C9, а также низковязких масел (10–15 %) позволяет снизить вязкость расплава до 20000–50000 мПа·с и обеспечить равномерное покрытие с поверхностной плотностью 15–30 г/м². Преимущество метода заключается в том, что с его помощью возможно перерабатывать высоковязкие составы без вовлечения воздуха в клеевую массу и исключить дефекты, такие как пузыри, а также обеспечить стабильные адгезионные свойства, включая прочность клеевых соединений при отслаивании и устойчивость к сдвигу.

В качестве альтернативы плоскощелевым экструдерам применяется технология нанесения клеев HMPSA на оборудовании, оснащенном системой валов. Принцип метода заключается в передаче расплава клея с поверхности вращающегося вала на подложку при прямом контакте. Толщину покрытия регулируют с помощью механических параметров: зазором между валом и подложкой, давлением прижима и скоростью вращения. Данный метод характеризуется высокой универсальностью и применим в серийном производстве благодаря легкой перенастройке оборудования под различные рецептуры клея и типы подложек. Наиболее эффективно он используется при работе с составами низкой вязкости (до 15000 мПа·с) и обеспечивает получение равномерных покрытий с поверхностной плотностью от 16 до 1500 г/м² и скоростью нанесения до 400 м/мин. Однако при данном способе нанесения клея точность регулировки толщины покрытия уступает точности, достигаемой при использовании плоскощелевого экструдера. Технология ограничена в применении высоковязких систем и композиций, склонных к вспениванию. При высоких скоростях нанесения существует риск вовлечения воздуха в клеевую массу, что может привести к образованию дефектов в виде пузырей и снижению адгезионных характеристик клеевого слоя.

Примером промышленной реализации вышеуказанной технологии является установка, описанная в патенте [32], в которой реализована система нанесения расплава клея с помощью дозирующего валика с контролем толщины слоя клея посредством точной регулировки давления и зазора между валиком и подложкой. Другой пример представлен в патенте [33], в котором рассматривается способ нанесения расплава клея с улучшенной стабильностью при высоких скоростях с применением терморегулируемого валика, обеспечивающего точное регулирование температуры расплава клея. Следует также отметить работу [34], в которой описан аппарат с системой предотвращения вспенивания и равномерного распределения расплава клея при нанесении на подложку на производственных линиях.

Экструзионная технология нанесения объединяет стадии плавления клея, его дозирования и нанесения в единую непрерывную линию. Расплавленный клей подается непосредственно из экструдера через дозирующую систему на подложку, что исключает промежуточные стадии переработки, снижает потери материала и увеличивает производительность. Такой подход обеспечивает стабильность технологического процесса изготовления самоклеящегося материала и возможность регулирования толщины слоев клеевого покрытия от микро- до миллиметров.

Однако отмечено, что внедрение экструзионных линий требует значительных капиталовложений в оборудование и введения строгого контроля технологических параметров – температуры расплава, вязкости клея, скорости подачи и др. Это предъявляет повышенные требования к квалификации операторов и наличию мощной технической поддержки, что необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации линий.

Заключения

Представленный обзор научно-технической информации свидетельствует о том, что чувствительные к давлению клеи HMPSA ‒ это современные высокоэффективные адгезионные системы, сочетающие широкий спектр эксплуатационных характеристик, высокую производственную эффективность и соответствие современным экологическим требованиям.

В данном обзоре приведены сведения о термоплавких чувствительных к давлению клеях HMPSA на основе стирол-бутадиен-стирольных блок-сополимеров, применяемых в различных отраслях, включая авиационную промышленность. Рассмотрены ключевые аспекты влияния состава, структуры и технологии переработки на реологические, адгезионные и эксплуатационные характеристики таких систем. Показано, что разработчиками самоклеящихся материалов данного типа отмечаются уникальные свойства SBS-сополимеров, обусловленные их микрофазным разделением, которое обеспечивает баланс между липкостью и когезионной прочностью клея и устойчивостью клеевых соединений «клей–подложка», «клей‒субстрат» к внешним воздействиям в процессе эксплуатации.

Дальнейшее развитие научного направления в области создания чувствительных к давлению клеев HMPSA связано с созданием экологически безопасных составов, улучшением их адгезионных и когезионных характеристик применительно к специфическим техническим требованиям высокотехнологичных отраслей, включая авиацию, медицину и строительство. Перспективы исследований в данной области заключаются в разработке новых функционализированных полимерных липких систем и совершенствовании методов их переработки из расплава для достижения оптимального баланса технологических и прочностных свойств и повышения долговечности клеевых соединений при эксплуатации.