聚合物特性分析

聚合物薄膜的物理特性分析,如何測量表面、光學和整體性質

無論您的高分子膜是用於包裝、塑膠袋、感光底片、軟性太陽能電池基材、柔性顯示器、觸控面板或是電路板的聚合物膜,它們的性質始終受其組成的影響。它們需滿足的要求隨應用領域而不同,並且必須對它們的性質進行徹底研究以調整配方或簡易測試品質。

薄膜和奈米薄膜的研究(厚度 < 1 µm)

通常由多層組成的極薄聚合物膜(約 1 μm 以下)經常作為電子元件的電絕緣或防腐蝕保護,例如:印刷電路板(PCB)或智慧型手機零件以及光學透鏡上的折射膜。它們還可作為濕度或微影的感測器以及支架的抗菌塗層,甚至用於基因組定序。

若要測試薄膜和奈米薄膜,可以藉由單一儀器使用奈米刮痕測試方法,測量薄膜中每一層或最終材料的附著力抗刮性。  薄膜的表面 zeta 電位和相關的表面性質可以透過測量流動電位或流動電流取得。

除了附著力、抗刮性、表面 zeta 電位外,奈米結構也引起人們極大的興趣。經由執行下列操作,深入瞭解您的材料:

  • 表面起伏測量
  • 機械性質的測量
  • 電性質的測量 

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厚膜的研究(厚度 > 1 µm)

保護膜或裝飾膜(例如:汽車、白色家電的保護漆或者地板襯料的環氧樹脂漆)必須能夠抵抗主要由刮傷引起的損傷。對於金屬,塗料主要保護基材免受腐蝕,也防止刮傷。

使用最有效和最可靠的刮痕測試技術評估膜的抗刮性,並找出塗層在精確定義的條件下抵抗損傷的能力。  這些測試還提供有關其彈性恢復的資訊。

為了找出薄膜在特定環境條件下(如溫度、濕度或應力條件下)的性能,動態力學分析是確保最終產品品質符合使用者期望的正確選擇。  

製備膜材的過程中,您要確保膜材表面光度是完美的。這就是為什麼要進行聚合物熔體特性分析並藉此設計加工流程的原因。全方位的流變特性分析可以協助您實現這些目標。   

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膜狀黏膠的研究

越來越多的工業和消費性產品是透過黏合而不是接合、焊接、軟焊、螺絲鎖緊或夾住的方式連接在一起,因此膜狀黏膠的前景大好。通常透過在基層上塗佈液體黏著層來製備膜狀黏膠,在過程中需要固化液體黏著層。

利用流變學特性分析的優勢來確定黏著層的固化動力學,進而設計理想的生產流程。

為了確保膜狀黏膠的黏性在一定溫度以下不會失效,使用動態力學分析來測定膜狀黏膠可以黏附其他表面的溫度範圍。

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找到合適的聚合物特性分析解決方案

無論是薄膜、奈米薄膜、厚膜還是膜狀黏膠,它們的成分始終影響它們的性質。徹底研究這些性質是很重要的,如此一來您的聚合物薄膜才能滿足所有應用領域的特定要求。徹底研究也是修改配方和控制品質的先決條件。  

解決方案優勢儀器

所生產薄膜的表面品質不佳(波紋表面)。

執行流變學測量以分析所用原料的黏彈特性,進而最佳化加工條件。

所生產薄膜品質一致且沒有表面瑕疵或缺陷

在熱帶/乾旱/寒冷氣候條件下,包裝膜的故障率增加。

在濕度受控的 DMA 測試中分析薄膜的機械性能。

確保您的產品完好無損地送給客戶,不受氣候條件的影響

薄膜在使用期間破裂。

執行拉伸測試以測定斷裂時的應變或應力。執行動態力學分析以研究膜的脆性 (如測得的阻尼因子所示)。

根據產品需求量身設計更好的材料選擇,進而提高產品品質

剝離膠帶後,黏著劑殘留物會留在表面(未完全固化的黏著層)。

根據溫度和時間研究黏著劑的老化行為。

最佳化材料配方和加工條件能提高產品品質

塗料很容易刮傷。

執行控制精確的刮痕測試以測量抗刮性。

關於新配方塗料抗刮性的反饋

受到刮痕損傷後,聚合物膜和塗料必須恢復原狀。

執行定義精確的刮痕測試,以測量刮痕形成期間的深度和恢復後的深度。

測試不同的薄膜和塗層並最佳化配方,以在受到刮痕損傷後實現最佳的塗料或膜恢復率

聚合物膜/塗料必須抗老化。

使用潛變段執行壓痕測量,以測量膜/塗料的潛變性質。分析不同 pH 值下的表面 zeta 電位以測定等電點。

根據不同膜/塗料的潛變性質進行排名,並選出最佳的膜/塗料。Zeta 電位與衰老傾向相關的可能性。

所生產的薄膜光學品質不足,外觀顏色較淺(色散變異大)。

在不同波長下執行折射率測量並確定分散度。

所生產的薄膜品質一致。在開發新產品期間可以篩出規格外的聚合物。

薄膜沒有表現出所需的潤濕性能

分析表面 zeta 電位以獲得表面功能的資訊。

調整性能的選項,以獲得具有所需潤濕表現的薄膜。

聚合物薄膜不具有抗菌效能

分析不同 pH 值時,表面的 zeta 電位以獲得等電點的資訊。

檢測具有抗菌性能的適當材料成分。

需要預測聚合物薄膜和水溶液之間的相互作用

分析表面 zeta 電位以確定液體分子是否吸附在表面或薄膜的成分是否被洗脫。

可以使用表面敏感技術來分析實際樣品。

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向領域中領導的專家瞭解更多關於聚合物特性分析的資訊

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使用刮痕測試的矽膠塗層分析

「我們發現從厚到薄與從薄到厚的刮痕行為(附著力、內聚力)相比是不同的。」

聖地亞哥大學 James Kohl 教授 

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