Có rất nhiều yếu tồ cần phải cân nhắc để lựa chọn được loại keo phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể. Loại keo thích hợp không chỉ kết dính tốt các bề mặt vật liệu mà còn phải đáp ứng các yêu cầu chuyên biệt của ứng dụng, ngoài ra còn phải cân nhắc các yếu tố về thời gian khi lựa chọn keo.
Hạn sử dụng
Hạn sử dụng của keo là thời hạn tính từ ngày sản xuất mà trong thời gian đó keo vẫn giữ được các tính chất như trong thông số kỹ thuật với điều kiện keo được bảo quản đúng cách. Keo được dán nhãn thường có các thông tin về ngày hết hạn của keo hoặc ngày sản xuất kèm theo hạn sử dụng để người dùng tự tính ngày hết hạn.
Keo chưa mở nắp dù được bảo quản đúng như khuyến cáo vẫn có thể xuất hiện các dấu hiệu hư hỏng khi quá hạn sử dụng.
Người sử dụng keo nên lưu ý rằng các tác động này có thể xảy ra ngay lập tức hoặc một phần thể hiện qua sự suy giảm chậm về chất lượng keo. Sự biến đổi của keo bao gồm thời gian đóng rắn lâu hơn, không đóng rắn, gel hóa, thay đổi độ nhớt, kết tụ tách pha hoặc biến chất.
Điều kiện bảo quản có thể gây ảnh hưởng đến hạn sử dụng của keo. Để keo đạt chất lượng tốt nhất, hãy bảo quản keo theo đúng như khuyến cáo của nhà sản xuất. Nếu keo được lựa chọn có hạn sử dụng ngắn đồng nghĩa với việc nhà cung cấp phải có khả năng giải quyết các thách thức về chuỗi cung ứng.
Thời gian làm việc (working life) và thời gian thao tác (pot life)
Thuật ngữ thời gian làm việc và thời gian thao tác thường được xem là giống nhau về nghĩa nhưng thực ra vẫn có một số khác biệt giữa hai cụm từ này. Tuy nhiên, cả hai đều quy định khoảng thời gian cho phép để thao tác trên keo sau khi trộn mà vật liệu vẫn giữ được các tính chất phù hợp cho ứng dụng.
Keo dựa trên các chất hóa học như epoxy, polyurethane và methacrylate thường có hai thành phần; sau khi trộn, quá trình đóng rắn bắt đầu và keo bắt đầu tăng độ nhớt theo thời gian. Trong đó, thời gian thao tác được các nhà hóa học định nghĩa là khoảng thời gian tính từ lúc bắt đầu trộn đến khi độ nhớt của keo tăng gấp đôi và có thể đo lường một cách dễ dàng. Tuy vậy, thông số này bị quyết định bởi nhiều yếu tố. Kết quả đo được bị ảnh hưởng bởi khối lượng vật liệu trộn và nhiệt độ môi trường. Vì vậy, các yếu tố này cần được tiêu chuẩn hóa hoặc rất chi tiết (ví dụ: 100 gram keo trộn ở 25 oC) nếu muốn so sánh hiệu suất.
Rất nhiều vật liệu nhựa nhiệt rắn sẽ tỏa nhiệt và tăng nhiệt độ trong quá trình đóng rắn. Vì sự tỏa nhiệt liên quan tới khối lượng keo, do đó thời gian trộn càng kéo dài thì thời gian thao tác càng ngắn. Keo đóng rắn bằng tia UV đa số là keo một thành phần và không yêu cầu trộn, vì vậy có thể xem như có thời gian thao tác vô hạn.
Mặc khác, thời gian làm việc là khoảng thời gian mà keo sau khi trộn duy trì độ nhớt đủ thấp để tra keo vào các chi tiết với độ chính xác cao tùy theo ứng dụng. Kích thước và hình dáng đường keo, góc độ, hướng và cả phương pháp tra đóng vai trò rất quan trọng.
Các dữ liệu về thời gian thao tác có thể xem như một bảng hướng dẫn để xác định thời gian hoạt động của keo, tuy vậy vẫn cần có các thử nghiệm đánh giá thực tế sẽ hiệu quả hơn. Thời gian hoạt động nhìn chung sẽ ngắn hơn thời gian thao tác. Các rủi ro là có thể xảy ra khi sử dụng vật liệu quá thời gian thao tác mặc dù độ nhớt keo vẫn ổn để tra, do các liên kết chéo đã được hình thành đủ nhiều để gây ảnh hưởng tới độ kết dính và các tính chất vật lý khác của keo.
Thời gian đóng rắn (Cure time)
Thời gian đóng rắn của keo rất đa dạng từ “ngay lập tức” (keo CA), tính bằng giây (keo UV) đến kéo dài nhiều giờ hay ngày (keo epoxy hai thành phần đóng rắn ở nhiệt độ phòng hoặc keo silicone một thành phần đóng rắn ở nhiệt độ phòng). Cần phải phân biệt rõ giữa “handling time” hoặc “fixture time” và “cure time”. Handling time là thời gian keo đóng rắn đủ để các bộ phận cần kết dính có thể di chuyển một cách cẩn thận đến khu vực khác để quá trình đóng rắn keo diễn ra hoàn toàn hoặc chuyển đến giai đoạn tiếp theo của quy trình sản xuất.
Thời gian keo đóng rắn lý tưởng sẽ phù hợp với tốc độ của dây chuyền sản xuất được xác định bởi “takt time”. Tuy nhiên, các thông số kỹ thuật của keo cần được xem xét để cân bằng. Do đó, một số yếu tố được xem xét có thể quan trọng hơn so với thời gian đóng rắn lý tưởng. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng thắt cổ chai trong sản xuất, đóng rắn ngoài dây chuyển sản xuất, tăng lượng công việc chưa hoàn thành, và yêu cầu nhiều nguồn lực (không gian, thời gian và năng lượng). Nếu như quá trình lắp ráp các chi tết cần phải sử dụng đồ gá (jig) hoặc dụng cụ kẹp giữ tạm , việc sử dụng loại keo có thời gian thao tác lâu hơn có nghĩa là yêu cầu phải đầu tư nhiều đồ gá và dụng cụ cố định hơn, dẫn đến các vấn đề về chi phí đầu tư liên quan.
Dưới điều kiện cho phép, các loại keo khô nhanh như keo CA hoặc keo UV mang lại hiệu quả cao trong sản xuất. Các ứng dụng như kết dính các dụng cụ phẫu thuật và nạng yêu cầu các loại keo kết dính cấu trúc hai thành phần gốc epoxy hoặc methacrylate. Trong tình huống này, thường phải cân bằng giữa thời gian làm việc với thời gian đóng rắn của keo.
Người sử dụng keo thường muốn xây dựng các quy trình có tính hiệu quả và có độ lặp lại cao. Tuy nhiên, thời gian đóng rắn nhanh sau khi trộn cũng đồng nghĩa với thời gian thao tác ngắn, gây ra nhiều thách thức trong quy trình. Sản xuất số lượng lớn và liên tục sẽ yêu cầu lên kế hoạch cẩn thận để giảm lãng phí vật liệu. Một số keo kết dính cấu trúc hai thành phần có thể tăng tốc độ đóng rắn bằng nhiệt; mặc dù nó có thể yêu cầu phát sinh thêm quy trình sấy phụ kèm theo.
Nhanh hơn không có nghĩa là tốt hơn vì keo đóng rắn quá nhanh lại tạo ra bất lợi đối với một số ứng dụng nhất định. Ví dụ, nếu đang trong một công đoạn lắp ráp cần khoảng 10 phút để tra và trải đều keo trước khi dán và định vị các chi tiết, do đó keo sử dụng yêu cầu phải có thời gian làm việc dài hơn 10 phút.
Kết luận
Hạn sử dụng, thời gian làm việc và tốc độ đóng rắn thường là các yếu tố được xem xét khi lựa chọn keo cho ứng dụng cụ thể. Cần lưu ý rằng chi phí để xử lý loại bỏ keo thường cao hơn nhiều so với chi phí mua keo, vì vậy cần xem xét các yếu tố này để tăng hiệu quả sản xuất, tiết kiệm tiền và thời gian, tránh lãng phí vật liệu và tăng năng suất.