PSA à base de silicone : comprendre l'adhérence initiale, la résistance au décollement et la tenue à haute température

Le choix d'un adhésif sensible à la pression à base de silicone ne se résume pas à la seule prise en compte de la résistance au décollement. Un ruban peut adhérer rapidement et se décoller facilement, mais sa capacité à supporter une charge à des températures élevées doit tout de même faire l'objet d'une évaluation distincte.

En ce qui concerne les films de protection en PET et les rubans industriels, comprendre la différence entre l'adhérence initiale, l'adhérence au pelage et la cohésion aide les fabricants à choisir un adhésif adapté et à définir des critères d'essai pertinents.

Quelle est la différence entre l'adhérence, la résistance au pelage et la cohésion ?

Ces propriétés décrivent différents aspects des performances de l'adhésif.

Une forte adhérence ne garantit pas une tenue durable. De même, une faible résistance au pelage ne signifie pas automatiquement une faible cohésion.

Ces propriétés doivent être équilibrées en fonction de l'application prévue. Par exemple, un film protecteur amovible doit pouvoir se décoller facilement tout en résistant au transfert d'adhésif pendant son utilisation.

Comment évalue-t-on la cohésion d'un adhésif PSA à base de silicone ?

La cohésion est souvent évaluée à l'aide d'essais de cisaillement plutôt que par une simple “ valeur de cohésion ” prise isolément.”

Lors d'un essai statique de cisaillement, une surface de collage définie supporte une charge spécifiée. Le résultat peut être exprimé en temps jusqu'à la rupture ou en déplacement après une durée déterminée.

Les essais de cisaillement dynamiques permettent de mesurer la réponse de l'assemblage collé soumis à un mouvement contrôlé. Un essai de température de rupture par cisaillement de l'adhérence, communément appelé SAFT, évalue la rupture lors d'une élévation de température spécifiée sous charge.

Le type de rupture est également important. Une fissuration interne de la couche adhésive indique une rupture cohésive. Une séparation au niveau de l'interface adhésif-surface indique une rupture adhésive. Un décollement du support nécessite d'étudier l'ancrage de l'adhésif.

Le fait de ne mesurer que le temps écoulé jusqu’à la chute d’un échantillon peut ne pas permettre de distinguer ces différences.

Une température nominale de 200 °C garantit-elle une résistance à la chaleur élevée ?

La température nominale ne suffit pas à elle seule à déterminer pendant combien de temps un ruban pourra supporter un poids donné.

Prenons l'exemple d'une application qui nécessite :

• Un support en PET de 25 μm recouvert d'une couche d'adhésif sec de 5 μm.
• Il en résulte une faible adhérence au pelage et une adhérence à la bille roulante conforme aux spécifications.
• Maintien des performances à 80 °C sous une charge de 2 kg pendant plus d'une semaine.
• Transfert ou dépôt limités après exposition à 200 °C.

Il s'agit là de critères d'acceptation distincts. L'essai d'adhérence nécessite la définition d'une zone de collage, d'une surface d'essai, d'une procédure de conditionnement et d'un déplacement admissible. L'expression “ plus d'une semaine ” correspond à plus de 168 heures, mais cette durée n'a de sens que lorsque l'ensemble des conditions d'essai est précisé.

La condition relative à la température de 200 °C doit également être précisée : la durée d'exposition, la configuration de contact et la méthode utilisée pour détecter les transferts ou les dépôts doivent toutes être convenues avant de comparer les échantillons.

Pourquoi l'épaisseur du revêtement et les conditions de durcissement sont-elles importantes ?

Les données publiées concernant l'adhérence s'appliquent à la préparation des échantillons et aux conditions d'essai utilisées pour les obtenir.

Les résultats obtenus avec une couche adhésive de 15 à 20 μm ne doivent pas être considérés comme représentatifs des performances à 5 μm. Les fabricants doivent évaluer l'ensemble fini à l'épaisseur de revêtement à sec prévue.

Les conditions de durcissement influencent également l’équilibre entre les propriétés de l’adhésif. Le guide technique de Momentive sur les adhésifs silicones PSA indique que la concentration en catalyseur, le cycle de durcissement, l’épaisseur de l’adhésif et la structure du support peuvent affecter les performances. Pour l’adhésif durci au peroxyde décrit dans ce guide, une concentration accrue en catalyseur améliore généralement la cohésion et la résistance au cisaillement, tout en réduisant l’adhérence initiale et l’adhérence au pelage. Cela illustre pourquoi les modifications apportées au durcissement nécessitent une validation, plutôt que de partir du simple postulat selon lequel une réticulation plus importante améliore toutes les propriétés. Référence technique : SilGrip™ PSA830.

Choix d'un adhésif silicone à faible adhérence pour film PET

XJY’s Gamme d'adhésifs sensibles à la pression à base de silicone comprend des options à durcissement au peroxyde et à durcissement au platine pour différentes applications de rubans adhésifs et de films de protection.

Pour la présélection, le tableau des catégories publié répertorie XJY-301-01 pour le ruban en PET avec :

Ces valeurs constituent un point de départ pour le choix de la nuance. Elles ne garantissent pas les performances dans une construction de 5 μm ni ne confirment la conformité à une exigence de maintien à 80 °C, avec une charge de 2 kg, pendant 168 heures. Le tableau des catégories ne fournit pas de résultat quantifié concernant le maintien à haute température pour cette nuance. Consulter les grades de silicone PSA XJY.

Quelles informations devez-vous fournir lorsque vous demandez un PSA au silicone ?

Un cahier des charges clair permet d'affiner la sélection :

• Matériau de support, épaisseur du support et épaisseur de l'adhésif à sec.
• Résistance à l'arrachement cible, y compris les unités de mesure et les conditions d'essai.
• Méthode de l'adhérence initiale, en précisant notamment si l'essai à la bille roulante prévoit une course d'élan.
• Température d'essai de maintien, charge, surface de collage et durée requise.
• Conditions d'exposition à la chaleur et limites admissibles de transfert ou de résidus.
• Conditions de séchage et de durcissement disponibles.
• Quantité prévue pour les essais et consommation liée à la production.

Pour les applications présentant plusieurs exigences strictes, le choix de la nuance doit commencer par l'analyse des résultats d'essais disponibles et se terminer par l'évaluation de la structure revêtue réelle.

Questions fréquemment posées

Une adhérence initiale élevée est-elle synonyme d'une forte tenue ?

Non. L'adhérence initiale décrit la formation précoce du lien d'adhérence. La résistance à l'arrachement évalue les performances sous une charge prolongée et dans des conditions définies.

Un adhésif PSA à base de silicone à faible adhérence peut-il présenter une bonne cohésion ?

Oui. L'adhérence au pelage et la résistance adhésive interne décrivent des propriétés différentes. Une faible force de pelage ne suffit pas à elle seule à déterminer la cohésion.

Les données relatives au maintien à température ambiante permettent-elles de confirmer les performances à 80 °C ?

Non. Une exigence relative à la température élevée doit faire l'objet d'essais à la température, à la charge et à la surface de collage spécifiées.

Une faible migration signifie-t-elle l'absence de dépôts après chauffage ?

Une description générale de la faible migration ne permet pas d'établir un résultat chiffré pour un processus de chauffage particulier. Il convient de définir la méthode d'exposition et d'inspection, puis d'évaluer le ruban fini.