Qu’est-ce que l’énergie de surface et comment influence-t-elle le choix du ruban adhésif ?

faible énergie superficielle

Connaître l’énergie de surface d’un matériau est fondamental lors de la sélection du ruban adhésif le plus approprié. Pourquoi un ruban adhésif ou un adhésif liquide adhère-t-il mieux à certains matériaux?

Afin de vous aider à comprendre ce concept et le rôle qu’il joue dans le comportement du ruban adhésif, nous avons préparé ce petit guide avec les points à prendre en compte pour choisir la meilleure référence en fonction de l’énergie de surface:

  • Énergie superficielle
  • Tension superficielle
  • Tableau des matériaux selon leur énergie de surface
  • Traitement de la surface d’un matériau

Qu’est-ce que l’énergie de surface ?

La surface d’énergie est essentiellement le degré d’attraction ou de répulsion exercé par la surface d’un matériau par rapport à un autre. Plus l’attraction entre les matériaux est grande, plus l’adhésion est forte.

C’est pourquoi, lorsque nous parlons de matériaux à faible énergie de surface (en anglais, low surface energy), nous faisons référence à des forces d’attraction plus faibles et, par conséquent, à une probabilité plus élevée de rencontrer des problèmes d’adhérence avec le ruban adhésif.

Qu'est-ce que l'énergie de surface ?

Heureusement, des rubans adhésifs et des adhésifs ont été développés pour travailler avec des matériaux de faible densité énergétique. Généralement, les adhésifs à base de caoutchouc et les acryliques modifiés offrent une meilleure adhérence aux surfaces de faible énergie superficielle.

Plus loin, vous trouverez dans un tableau les matériaux classés selon leur énergie, mais avant, examinons comment ce phénomène affecte les adhésifs. C’est le concept appelé « tension superficielle ».

Qu’est-ce que la tension superficielle ?

La tension superficielle est la résistance qu’un liquide oppose à la pénétration de sa surface. C’est ce phénomène qui fait que la surface d’un liquide tend à se comporter comme une fine pellicule élastique.

La tension superficielle a pour principal effet la tendance du liquide à réduire au minimum sa surface pour un volume donné, c’est pourquoi un liquide en l’absence de gravité adopte une forme sphérique, qui présente le rapport surface/volume le plus bas.

Plus l’énergie de surface d’un substrat est basse, plus il est difficile pour l’adhésif de pénétrer dans cette surface et, par conséquent, plus il est compliqué d’obtenir une bonne adhérence.

 

Matériaux à faible tension superficielle
Certains plastiques tels que le polyéthylène et le polypropylène peuvent poser des problèmes avec différents rubans adhésifs en raison de leur faible énergie superficielle.

En résumé…

Lorsque le substrat a une énergie superficielle élevée, c’est-à-dire qu’il a la capacité d’attirer, et que l’adhésif a une faible tension superficielle, ou en d’autres termes, une faible résistance à la déformation ou à la rupture, c’est alors que l’adhésif se mouille correctement sur le substrat.

Par exemple, les adhésifs en silicone ont une faible tension superficielle, ce qui leur permet de s’adhérer à une grande variété de matériaux.

Cependant, si la surface du substrat contient du silicone, et par conséquent a une faible énergie superficielle, il sera très difficile d’obtenir une bonne adhérence avec n’importe quel type de matériau. Dans ces cas, il faudra effectuer un traitement de surface pour augmenter l’énergie superficielle (l’attraction du matériau) ou éliminer le silicone.

Cela explique le fonctionnement antiadhérent du Téflon, l’effet hydrofuge de certains matériaux, les marqueurs indélébiles, etc.

Matériaux en fonction de leur énergie superficielle

tableau materiaux énergie supercielle trayma

Traitement de surface d’un matériau

Lorsque la surface d’un matériau présente une très faible énergie de surface, trois options s’offrent à nous :

  1. Traiter le substrat pour éliminer les matériaux à faible densité énergétique de la surface.
  2. Utiliser des promoteurs d’adhésion pour augmenter les valeurs d’adhésion du ruban adhésif. La meilleure compatibilité chimique est celle des adhésifs acryliques.
  3. Appliquer un primaire entre les surfaces du substrat et le ruban adhésif.

Comment fonctionne exactement un promoteur ?
L’utilisation de promoteurs permet de stimuler l’adhésion des rubans sur divers substrats tels que le PE, le PP, l’EPDM, l’ABS, le PET, le ciment, le verre, le métal, entre autres. Ils sont également utilisés lorsqu’une résistance élevée à l’humidité ou à la chaleur est requise.

Comment fonctionne le primaire ?
Le primaire agit comme une couche de liaison entre le substrat et l’adhésif afin d’améliorer l’adhérence.

Dans tous les cas, il est recommandé de tester les matériaux avant d’incorporer les produits dans leur application finale.

Ruban adhésif pour matériaux à faible énergie de surface

La plupart des fabricants de rubans adhésifs ont incorporé des références spécifiques pour les matériaux à faible énergie de surface (par exemple, pour les surfaces revêtues de poudre ou les plastiques tels que PP, PE). Il convient toutefois de noter que cela ne signifie pas qu’ils conviennent à tous les substrats.

C’est pourquoi nous vous recommandons de toujours effectuer un test avant de réaliser un collage sur une surface problématique. Et également de considérer l’option d’utiliser un apprêt ou un promoteur.

Chez Trayma, vous trouverez dans la plupart des catégories une ou deux références pour ce type de matériel avec leur fiche technique respective. Cependant, notre service clientèle est à votre disposition par courrier électronique pour vous aider à trouver la meilleure référence.

Pour les grands projets, nous disposons également d’un laboratoire interne pour les tests et les essais afin de garantir la qualité du produit final.