Trasferire i test sulle prestazioni nelle applicazioni sul campo degli adesivi per condotti
La caratterizzazione di un adesivo per condotti viene definita attraverso una serie di test. Questi test vengono utilizzati innanzitutto per sviluppare un prodotto ottimale, e poi per quantificarne le prestazioni.
In che modo i test di laboratorio riescono a prevedere le prestazioni sul campo?
Le prestazioni sono direttamente correlate all’applicazione del prodotto. L’applicazione sul campo implica ulteriori complessità, ad esempio ampi intervalli di temperatura, spazi di applicazione ristretti, tempi di fermo ridotti e tempi di polimerizzazione rapidi. I test delle prestazioni devono riflettere direttamente i parametri dell’applicazione. I test vengono elaborati a partire dai test standardizzati per riflettere i materiali sul campo, le configurazioni di utilizzo, i vincoli applicativi e le condizioni ambientali. I test possono essere modificati e si possono sviluppare nuovi metodi di prova per creare criteri di prestazione standard. Questi criteri possono essere utilizzati per migliorare i prodotti e formularne di migliori.
La caratterizzazione di un adesivo per condotti viene definita attraverso una serie di test. Questi test vengono utilizzati innanzitutto per sviluppare un prodotto ottimale, e poi per quantificarne le prestazioni. Il primo passo è definire i requisiti di cantiere:
1 Applicazione sul campo:
La confezione e il kit possono semplificare il processo di adesione e ridurre al minimo gli errori. Riducendo le fasi di misurazione e miscelazione si aumenta l’efficienza con un alto tasso di successo. Le cartucce abbinate o coassiali dotate di miscelatori statici consentono un’applicazione rapida e pulita.
2 Adesione a materiali diversi:
L’adesivo per condotti viene spesso utilizzato nei punti di transizione tra i diversi materiali. Durante la posa dei condotti, i condotti in HDPE (polietilene ad alta densità) vengono spesso saldati a giunzioni in PVC (cloruro di polivinile). Altri punti di transizione dei materiali possono riguardare acciaio, cemento o fibra di vetro legati insieme a o in sostituzione di questi materiali. Un buon adesivo per condotti deve avere un’eccellente adesione a tutti questi materiali, indipendentemente dall’abbinamento.
3 Tempo di polimerizzazione appropriato:
Il tempo di lavorazione deve essere sufficientemente lungo da consentire l’assemblaggio delle parti, ma il tempo di polimerizzazione deve essere sufficientemente rapido da consentire di passare tempestivamente alla fase successiva del lavoro.
4. Prestazioni estreme in termini di temperatura e ambiente:
Mentre le giunzioni interrate subiranno oscillazioni limitate di temperatura, alcune sono fuori terra. In tal caso possono essere esposte a temperature molto basse e molto alte a seconda del meteo. Nelle applicazioni speciali, alcune giunzioni potrebbero essere esposte a sostanze chimiche.
5. Forza di trazione:
Una volta unite, le giunzioni devono avere una resistenza adeguata per restare unite. La resistenza richiesta dipende dalle dimensioni specifiche, dalla geometria e dalla funzione della giunzione.
I test standardizzati sono un buon punto di partenza
Le organizzazioni che eseguono test standardizzati come ASTM, ANSI, IEC, ISO e ITU creano metodi di test e standard tecnici tramite comitati composti da esperti del settore. Lo sviluppo continuo degli standard è un processo rigoroso. Questi test rappresentano un buon punto di partenza per progettare un protocollo di test. A titolo di esempio, ASTM International ha sviluppato oltre 12.000 standard in 125 anni. Sono coinvolti oltre 140 paesi.
| Contenuti connessi: Comportamento dei sigillanti per condotti in caso di incendio |
Misurazione della resistenza al taglio e delle proprietà di adesione
ASTM D1002 è una procedura di test che verifica la resistenza al taglio degli adesivi utilizzati per incollare i metalli. Questo processo è spesso chiamato “taglio su giunzione sovrapposta” ed è facilmente adattabile per esaminare una varietà di requisiti di adesione. In questo test, due pezzi sovrapposti di materiale in fogli vengono incollati con un adesivo. Le due code esposte vengono tirate per separarle, applicando una tensione misurata. Questa forza di trazione è lo sforzo di taglio sul legame.
Il test di taglio su giunzione sovrapposta isola l’interazione dell’adesivo con il materiale del foglio di substrato. La geometria della forza di taglio tende a ridurre al minimo qualsiasi distorsione dei substrati che potrebbe alterare i risultati di adesione.
Sebbene la norma ASTM preveda l’uso di substrati metallici in questo test, la sostituzione con altri substrati rigidi è semplice. Utilizzando questa sostituzione è possibile misurare la forza di adesione ai substrati comuni dei condotti e delle giunzioni. Il test può essere eseguito con un materiale comune su entrambi i lati del legame oppure con materiali diversi, come avviene comunemente nelle situazioni reali. I risultati di questo test possono variare da migliaia di libbre di forza per alcune combinazioni adesivo/substrato (in particolare i metalli) a centinaia di libbre di forza o meno per altre combinazioni (in particolare le materie plastiche).
Questa semplice misurazione della forza può quindi essere utilizzata come controllo, o linea di base, per test ripetuti in condizioni diverse.
Utilizzo di test di resistenza per determinare la velocità di polimerizzazione
I test di taglio su giunzione sovrapposta possono essere utili per misurare la resistenza del legame lungo una linea temporale, per determinare la velocità di polimerizzazione:
In questo caso, le operazioni di taglio su giunzione sovrapposta vengono eseguite a intervalli di tempo specifici per illustrare la progressione verso la massima resistenza del legame, che è stata determinata con i campioni di controllo originali. L’esempio mostra un adesivo che raggiunge il 90% della sua resistenza massima entro 70 minuti dall’incollaggio.
Il mantenimento della resistenza al taglio può essere utilizzata per misurare la resistenza chimica
Il taglio su giunzione sovrapposta può essere utilizzato per misurare la perdita di forza di legame dopo l’esposizione a reagenti chimici:
In questo studio, i campioni sottoposti a taglio su giunzione sovrapposta sono stati immersi in una serie di reagenti chimici per 28 giorni e poi testati confrontandoli con i campioni di controllo.
I test di resistenza al taglio possono misurare le prestazioni ambientali
In molti casi, ad esempio per soddisfare i requisiti UL, i test con taglio su giunzione sovrapposta possono determinare qualsiasi cambiamento nella resistenza del legame a seguito dell’esposizione a temperature e umidità estreme:
Per l’invecchiamento termico, i campioni sono stati condizionati per 1.000 ore a 104 °C. I campioni per i test sull’alta umidità sono stati condizionati a 60 °C, 95-100% RH per 7 giorni. Il ciclo termico è costituito da 3 cicli di:
– 24 ore di immersione in acqua a 25 °C
– 24 ore di condizionamento a 60 °C
– 96 ore di condizionamento a 35 °C e 90% di umidità relativa
– 8 ore di condizionamento a -35 °C
Collegamento dei test di laboratorio alle prestazioni di tiraggio
In teoria, è possibile misurare l’area di giunzione di qualsiasi dimensione e utilizzare i valori di taglio su giunzione sovrapposta per prevedere la resistenza allo strappo di tale giunzione. Tuttavia, la geometria del legame tra condotto e giunzione è più complicata di quella del taglio su giunzione sovrapposta. Il diametro interno di una giunzione è conico e si restringe verso il centro della giunzione. Ciò influisce sullo spessore della pellicola dell’adesivo utilizzato. La conicità è diversa per ogni dimensione di accoppiamento, quindi l’effetto dello spessore della pellicola può variare per ogni situazione. Con dimensioni di condotto maggiori, come quelle da 6 pollici (150 mm) o superiori, è comune riscontrare difficoltà nell’inserire completamente il condotto nella giunzione. A volte, per posizionare i pezzi è necessario utilizzare un martello di gomma.
La resistenza allo strappo viene misurata meglio direttamente. La foto 1 è un’immagine di un allestimento per la sperimentazione:
Il grafico mostra le tipiche resistenze alla trazione (sia effettive che proiettate dal taglio su giunzione sovrapposta) per condotti in HDPE di varie dimensioni incollati a giunzioni in PVC con Polywater® BonDuit®:
La resistenza alla trazione varia da poche centinaia di chili per i condotti di piccole dimensioni a migliaia di chili per i condotti di grandi dimensioni. In ogni caso, la forza di trazione viene massimizzata mediante un’adeguata preparazione del condotto e della giunzione, inclusa l’abrasione delle superfici di giunzione e la pulizia con salviette solventi.
| Video correlato: Video di panoramica sull’adesivo per condotti Polywater® BonDuit® |
Considerazioni conclusive… Cos’altro si può testare?
I test di laboratorio dovrebbero rispecchiare l’utilizzo sul campo. Un buon adesivo per condotti deve aderire a tutti i tipi di materiali per condotti, essere facile da applicare, avere un tempo di polimerizzazione adeguato, resistere a diverse condizioni ambientali e avere un’eccellente resistenza allo strappo. Cos’altro si può testare? È possibile testare le diverse condizioni di applicazione, la preparazione delle superfici e le variazioni nella confezione.
I test standard, così come le modifiche a questi test, sono un buon modo per sviluppare prodotti e comprenderne le prestazioni. Possono stabilire la qualità e l’efficacia di un prodotto. È inoltre vantaggioso sviluppare nuovi metodi di prova che descrivano meglio l’utilizzo effettivo di un prodotto, soprattutto per progetti innovativi e concetti di prodotto completamente nuovi. Il rigore dei test garantisce la coerenza del prodotto e, di conseguenza, conquista la fiducia dell’utente.
