Vytvrzení je proces, při kterém se tekutý, pastovitý nebo tvárný materiál postupně mění v pevný a mechanicky odolný stav. Dochází při něm ke změně fyzikálních a/nebo chemických vlastností materiálu, což zásadně ovlivňuje jeho pevnost, pružnost, přilnavost, chemickou odolnost i životnost. Vytvrzení je klíčovým pojmem zejména u lepidel, tmelů, nátěrových hmot, kompozitů a polymerních systémů.
Znalost faktorů vytvrzení umožňuje správný výběr materiálu, optimální technologický postup a spolehlivý výsledek v praxi.
|
Co se při vytvrzení děje
V průběhu vytvrzení může docházet k:
• chemickým reakcím (polymerace, zesíťování),
• jejich kombinaci
Výsledkem je přechod materiálu do konečného stavu s definovanými užitnými vlastnostmi. Ne každý proces, který vede k „zaschnutí“, je ale skutečným vytvrzením v chemickém smyslu.
|
Základní mechanismy vytvrzení
| Mechanismus |
Princip |
Typické produkty |
Poznámka |
| Chemickou reakcí (2K) |
Reakce mezi složkami po smíchání |
Epoxidy, PU, polyester, MMA |
Nezávislé na vzduchu,
přesný poměr složek je kritický
|
| Vlhkostí |
Reakce s vodní parou ze vzduchu |
1K PU, MS polymery, silikony |
Suchý vzduch = pomalé vytvrzení |
| Teplem |
Polymerace aktivovaná zvýšenou teplotou |
Práškové barvy, některé epoxidy |
Často vyžaduje pec / IR |
| UV zářením |
Fotopolymerace po ozáření UV |
UV lepidla, UV laky, 3D resin |
Nutný přístup UV světla |
| Odpařením rozpouštědla / vody |
Fyzikální sušení (bez chemické změny) |
Disperzní barvy, kontaktní lepidla |
Nejde o skutečné vytvrzení |
| Ochlazením (hot-melt) |
Tuhnutí po vychladnutí taveniny |
Tavná lepidla, asfaltové tmely |
Okamžité tuhnutí |
| Bez vytvrzení (plastické) |
Trvale tvárná hmota |
Butylové tmely |
Zůstává měkké |
|
|
Faktory ovlivňující vytvrzení
Průběh i výsledek vytvrzení jsou silně závislé na okolních podmínkách a způsobu aplikace.
Následující tabulka shrnuje nejdůležitější vlivy:
| Faktor |
Co ovlivňuje |
Typické dopady |
| Teplota |
Rychlost reakce |
Nízká = zpomalení, vysoká = zrychlení / degradace |
| Vlhkost vzduchu |
Reakce u 1K systémů |
Nutná pro silikony, PU, MS polymery |
| Tloušťka vrstvy |
Doba prosychání / reakce |
Silná vrstva = delší nebo neúplné vytvrzení |
| Přístup vzduchu / kyslíku |
Povrchové reakce |
Některé systémy inhibovány kyslíkem |
| UV záření |
Aktivace UV systémů |
Pigmenty/sklo mohou UV blokovat |
| Poměr složek (2K) |
Chemickou strukturu polymeru |
Špatný poměr = měkký nebo křehký film |
| Typ podkladu |
Adhezi i reakci |
Savé, kyselé nebo plastové povrchy brzdí reakci |
| Příměsi / plniva |
Průběh polymerace |
Plniva zpomalují, urychlovače zrychlují |
| Pohyb vzduchu |
Odpařování rozpouštědel |
Průvan urychluje schnutí |
Praktické fáze vytvrzení (časové pojmy)
Pro správné použití materiálů je užitečné rozlišovat jednotlivé fáze:
| Označení fáze |
Význam v praxi |
| Doba zpracovatelnosti |
Čas, kdy lze materiál míchat, nanášet a tvarovat |
| Tuhnutí / gelace / geltime |
Materiál drží tvar, nelze jej dále zpracovávat |
| Manipulační pevnost |
Spoj lze opatrně zatížit nebo přemístit |
| Plné vytvrzení |
Dosažení maximálních mechanických a chemických vlastností |
Tyto časy se mohou výrazně lišit podle typu systému a podmínek prostředí.
|
Proč je správné vytvrzení zásadní
Správně proběhlé vytvrzení:
• zajišťuje deklarované vlastnosti výrobku,
• zabraňuje selhání spojů, praskání nebo lepivému povrchu,
• má přímý vliv na bezpečnost, životnost a funkčnost konstrukce.
Naopak nedostatečné nebo chybné vytvrzení je jednou z nejčastějších příčin reklamací u lepidel, tmelů a nátěrů.
|
