2024年11月19日 星期二

拔絲性,可以這樣做

 

剪不斷理還亂

拔絲性是許多材料在受力拉伸時表現出的特徵。影響拔絲性的主要因素包括材料的粘彈性、分子鏈的長度和流動性。首先,材料的分子結構就像是一張緊密交織的網,這決定了它在拉伸過程中會如何表現。比如,高分子量的聚合物通常拔絲性更好,因為它們的分子鏈更長,就像拉麵師傅在拉麵時,麵團的筋道越足,拉出的麵條就越細長。其次,溫度也是一個重要因素。在較高的溫度下,材料就像加熱後的糖漿,變得更柔軟,分子鏈更容易滑動,從而提高了拔絲性。想像一下,在寒冷的冬天,糖漿會迅速變硬,而在溫暖的廚房裡,糖漿則會變得黏稠並且容易拉絲。另外,應變速率也會影響拔絲性。應變速率是指材料變形的速度。就像你在拉麵時,如果動作太快,麵條容易斷,但如果動作均勻,麵條就會拉得很長。同樣,高的應變速率下,材料的分子鏈沒時間重新排列,拔絲現象更明顯。以上這些因素共同作用,使得材料在拉伸時會表現出拔絲性。

內聚與粘附

在大多數具備黏性的產品中,產品的“內聚“與“粘附”特徵會影響其拔絲的情況,若是產品的粘附性大於內聚性,則會在介面嘗試脫離黏性物時讓膠黏劑發生形變產生脫膠,我們可以借由研究產品的黏性和黏連性分析出產品的拔絲情況,並依照功能性優化產品,當然除了力學分析外,我們也可以結合視頻同步錄製產品的拔絲,並進一步探討黏連性與拔絲的關聯

 

在下圖中我們比較了5種不同藥貼的粘附特徵,可以明顯看到冷DSNE、休足的黏連性較低,這與藥貼膠的抗剪切能力息息相關,黏連性低表示抗剪切能力強而較不易發生殘膠的問題,同時也顯示黏連性高的冷感貼布相對於其他貼布可能隨張貼時間容易發生位移。

 

抗剪切力差的藥布,貼的時間長除了容易發生位移,也容易在剝離時殘留在身體上。

如膠似漆 藕斷絲連

而除了化工上的使用,在食品中也有拔絲性的測試標準,在食品物性學中將直徑為1mm的玻璃棒浸入液體1cm,然後再以5cm/s的速度提起,用液體絲在斷掉前可拉出的長度表示曳絲性的大小。我們一樣可以結合質構儀進行類似的測試,並利用力量的變化判斷拉絲終點並計算出拉絲性。

 

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