Естествените лепила са често използвани лепила в нашия живот. Според различни източници, те могат да бъдат разделени на животинско лепило, растително лепило и минерално лепило. Животинското лепило включва лепило за кожа, костно лепило, шеллак, казеиново лепило, албуминово лепило, лепило за рибен мехур и др.; растителните лепила включват нишесте, декстрин, колофон, гума арабика, естествен каучук и др.; минералните лепила включват минерален восък, асфалт. Поради изобилието си от източници, ниската цена и ниската токсичност, то се използва широко в мебелите, книговезката дейност, опаковането и занаятчийската обработка.
нишестено лепило
След навлизането на нишестените лепила в 21-ви век, добрите екологични характеристики на материала ще се превърнат в основна характеристика на новия материал. Нишестето е нетоксичен, безвреден, евтин, биоразградим и екологичен природен възобновяем ресурс. То се използва широко в различни индустрии. Особено през последните години, световната технология за промишлено производство на лепила се развива в посока на пестене на енергия, ниска цена, липса на вреда, висок вискозитет и липса на разтворители.
Като вид екологичен продукт за защита на околната среда, нишестеното лепило е привлякло широко внимание в лепилната индустрия. Що се отнася до приложението и разработването на нишестени лепила, перспективата за нишестени лепила, окислени от царевично нишесте, е обещаваща и изследванията и приложението им са най-активни.
Напоследък нишестето като лепило се използва главно в хартия и хартиени изделия, като например запечатване на картонени кутии и картонени опаковки, етикетиране, плоско залепване, залепване на пликове, залепване на многослойни хартиени торби и др.
По-долу са представени няколко често срещани нишестени лепила:
Оксидирано нишестено лепило
Желатинизаторът, приготвен от смес от модифицирано нишесте с ниска степен на полимеризация, съдържащо алдехидна група и карбоксилна група, и вода под действието на окислител чрез нагряване или желатинизиране при стайна температура, е натоварено нишестено лепило. След окисляване на нишестето се образува окислено нишесте с водоразтворимост, омокряемост и адхезивност.
Количеството окислител е малко, степента на окисление е недостатъчна, общото количество нови функционални групи, генерирани от нишестето, намалява, вискозитетът на лепилото се увеличава, началният вискозитет намалява, а течливостта е лоша. Това има голямо влияние върху киселинността, прозрачността и хидроксилното съдържание на лепилото.
С удължаване на времето за реакция степента на окисление се увеличава, съдържанието на карбоксилна група се увеличава и вискозитетът на продукта намалява постепенно, но прозрачността се подобрява.
Естерифицирано нишестено лепило
Естерифицираните нишестени лепила са неразградими нишестени лепила, които осигуряват на нишестето нови функционални групи чрез реакция на естерификация между хидроксилните групи на нишестените молекули и други вещества, като по този начин подобряват характеристиките на нишестените лепила. Поради частичното омрежване на естерифицираното нишесте, вискозитетът се увеличава, стабилността при съхранение е по-добра, влагоустойчивите и антивирусните свойства се подобряват, а адхезивният слой може да издържи на високи, ниски и редуващи се натоварвания.
Лепило от присадено нишесте
Присаждането на нишесте представлява използване на физични и химични методи, за да се накара молекулярната верига на нишестето да генерира свободни радикали и при среща с полимерни мономери се образува верижна реакция. Върху основната верига на нишестето се генерира странична верига, съставена от полимерни мономери.
Възползвайки се от свойството, че както полиетиленът, така и нишестените молекули имат хидроксилни групи, между поливиниловия алкохол и нишестените молекули могат да се образуват водородни връзки, които играят ролята на „присаждане“ между поливиниловия алкохол и нишестените молекули, така че полученото нишестено лепило има по-добри адхезионни, течливи и антифризни свойства.
Тъй като нишестеното лепило е естествено полимерно лепило, то е с ниска цена, нетоксично е и е безвкусно, и не замърсява околната среда, така че е било широко изследвано и прилагано. Напоследък нишестените лепила се използват главно в хартия, памучни тъкани, пликове, етикети и велпапе.
Целулозно лепило
Целулозните етерни производни, използвани като лепила, включват главно метилцелулоза, етилцелулоза, хидроксиетилцелулоза, карбоксиметилцелулоза и други. Етилцелулоза (EC): е термопластичен, водонеразтворим, нейонен алкилов етер на целулоза.
Има добра химическа стабилност, силна алкална устойчивост, отлична електрическа изолация и механична реология, както и характеристиките за поддържане на здравина и гъвкавост при високи и ниски температури. Лесно се съвместим с восък, смола, пластификатор и др., като хартия, гума, кожа, лепила за тъкани.
Метилцелулоза (CMC): йонен целулозен етер. В текстилната промишленост CMC често се използва като заместител на висококачествено нишесте като оразмеряващ агент за тъкани. Текстилът, покрит с CMC, може да увеличи мекотата и значително да подобри свойствата при печат и боядисване. „В хранително-вкусовата промишленост разнообразието от кремообразни сладоледи, добавени с CMC, имат добра стабилност на формата, лесни са за оцветяване и не се омекотяват лесно. Като лепило се използва за направата на щипки, хартиени кутии, хартиени торби, тапети и изкуствено дърво.“
Целулозен естерпроизводни: главно нитроцелулоза и целулозен ацетат. Нитроцелулоза: Известна още като целулозен нитрат, съдържанието на азот обикновено е между 10% и 14% поради различна степен на естерификация.
Високото съдържание е известно като огнен памук, който се използва в производството на бездимен и колоиден барут. Ниското съдържание е известно като колодий. Той е неразтворим във вода, но е разтворим в смесен разтворител от етилов алкохол и етер, а разтворът е колодий. Тъй като разтворителят колодий се изпарява и образува здрав филм, той често се използва за затваряне на бутилки, защита на рани и първия пластмасов целулоид в историята.
Ако се добави подходящо количество алкидна смола като модификатор и се използва подходящо количество камфор като втвърдител, се получава нитроцелулозно лепило, което често се използва за залепване на хартия, плат, кожа, стъкло, метал и керамика.
Целулозен ацетат: Известен също като целулозен ацетат. В присъствието на катализатор от сярна киселина, целулозата се ацетира със смес от оцетна киселина и етанол, след което се добавя разредена оцетна киселина, за да се хидролизира продуктът до желаната степен на естерификация.
В сравнение с нитроцелулозата, целулозният ацетат може да се използва за формулиране на лепила на основата на разтворители за свързване на пластмасови продукти като очила и играчки. В сравнение с целулозния нитрат, той има отлична устойчивост на вискозитет и издръжливост, но има лоша киселинна устойчивост, влагоустойчивост и устойчивост на атмосферни влияния.
протеиново лепило
Протеиновото лепило е вид естествено лепило, чиято основна суровина са вещества, съдържащи протеини. Лепилата могат да бъдат направени от животински и растителен протеин. Според използвания протеин, те се разделят на животински протеини (фен лепило, желатин, сложно протеиново лепило и албумин) и растителни протеини (бобова гума и др.). Те обикновено имат високо напрежение на свързване, когато са сухи, и се използват в производството на мебели и дървени изделия. Въпреки това, тяхната топлоустойчивост и водоустойчивост са ниски, от които лепилата на базата на животински протеини са по-важни.
Лепило от соев протеин: Растителният протеин е не само важна хранителна суровина, но има и широк спектър от приложения в нехранителни области. Разработени върху лепила от соев протеин, още през 1923 г. Джонсън кандидатства за патент за лепила от соев протеин.
През 1930 г. лепилото за плоскости от фенолна смола на базата на соев протеин (DuPont Mass Division) не е било широко използвано поради слабата здравина на свързване и високите производствени разходи.
През последните десетилетия, поради разширяването на пазара на лепила, киселинността на световните петролни ресурси и замърсяването на околната среда привлякоха вниманието, което накара индустрията за лепила да преразгледа новите естествени лепила, в резултат на което лепилата от соев протеин отново се превърнаха в гореща точка на изследване.
Соевото лепило е нетоксично, безвкусно, лесно за употреба, но има лоша водоустойчивост. Добавянето на 0,1%~1,0% (масово) омрежващи агенти като тиоурея, въглероден дисулфид, трикарбоксиметил сулфид и др. може да подобри водоустойчивостта и да направи лепилата подходящи за свързване на дървесина и производство на шперплат.
Лепила от животински протеини: Лепилата от животински произход са широко използвани в мебелната и дървопреработвателната промишленост. Често използваните продукти включват мебели като столове, маси, шкафове, модели, играчки, спортни стоки и тераси.
По-новите течни животински лепила със съдържание на твърди вещества от 50-60% включват бързовтвърдяващи и бавновтвърдяващи се видове, които се използват за залепване на рамкови панели на шкафове от твърд картон, сглобяване на мобилни домове, трудни ламинати и други по-евтини термолепила. Малките и средните нива на лепило изискват лепило.
Животинското лепило е основен вид лепило, използвано в самозалепващите се ленти. Тези ленти могат да се използват както за обикновени леки торбички за търговия на дребно, така и за тежки ленти, като например за запечатване или опаковане на твърди влакна и гофрирани кутии за пратки, където се изискват бързи механични операции и дълготрайна висока здравина на свързване.
По това време количеството костно лепило е голямо и кожното лепило често се използва самостоятелно или в комбинация с костно лепило. Според Coating Online, използваното лепило обикновено е формулирано със съдържание на твърдо вещество от около 50% и може да се смеси с декстрин в количество от 10% до 20% от масата на сухото лепило, както и с малко количество омокрящ агент, пластификатор, инхибитор на гел (когато е необходимо).
Лепилото (60~63℃) обикновено се смесва с боя върху подложката, а количеството на отложеното твърдо вещество обикновено е 25% от масата на хартиената основа. Мократа лента може да се суши под напрежение с парни нагрявани валяци или с регулируеми въздушни нагреватели.
Освен това, приложенията на животински лепила включват производството на шкурка и марлени абразиви, оразмеряването и покриването на текстил и хартия, както и подвързването на книги и списания.
Танинов лепило
Танинът е органично съединение, съдържащо полифенолни групи, широко разпространени в стъблото, кората, корените, листата и плодовете на растенията. Получава се главно от дървопреработвателни отпадъци от кора и растения с високо съдържание на танин. Танинът, формалдехидът и водата се смесват и нагряват, за да се получи танинова смола, след което се добавят втвърдителят и пълнителят и чрез равномерно разбъркване се получава таниновото лепило.
Таниновото лепило има добра устойчивост на стареене от топлина и влажност, а характеристиките на лепене на дърво са подобни на тези на фенолното лепило. Използва се главно за лепене на дърво и др.
лигниново лепило
Лигнинът е един от основните компоненти на дървесината, като съдържанието му представлява около 20-40% от дървесината, на второ място след целулозата. Трудно е да се извлече лигнин директно от дървесината, а основният източник е течната отпадъчна дървесина, която е изключително богата на ресурси.
Лигнинът не се използва самостоятелно като лепило, а като фенолна смолна полимерна смес, получена чрез действието на фенолната група на лигнина и формалдехид като лепило. За да се подобри водоустойчивостта, може да се използва в комбинация с пръстеновидно натоварен изопропан епоксиден изоцианат, глупав фенол, резорцинол и други съединения. Лигниновите лепила се използват главно за залепване на шперплат и плочи от дървесни частици. Въпреки това, вискозитетът им е висок, а цветът е наситен, а след подобрение обхватът на приложение може да се разшири.
Арабска гума
Гума арабика, известна още като акациева гума, е ексудат от рода на дивите скакалци. Наречена е заради изобилното си производство в арабските страни. Гума арабика е съставена главно от полизахариди с по-ниско молекулно тегло и акациеви гликопротеини с по-високо молекулно тегло. Поради добрата разтворимост във вода на гума арабика, формулирането ѝ е много просто и не изисква нито топлина, нито ускорители. Гума арабика изсъхва изключително бързо. Може да се използва за залепване на оптични лещи, печати, етикети на търговски марки, залепване на опаковки за храни и помощни средства за печат и боядисване.
Неорганично лепило
Лепилата, формулирани с неорганични вещества, като фосфати, сулфати, борни соли, метални оксиди и др., се наричат неорганични лепила. Техните характеристики:
(1) Устойчивост на висока температура, може да издържи на 1000 ℃ или по-висока температура:
(2) Добри свойства против стареене:
(3) Малко свиване
(4) Голяма крехкост. Модулът на еластичност е с един порядък по-висок от този на органичните лепила:
(5) Водоустойчивостта, устойчивостта на киселини и основи са лоши.
Знаете ли? Лепилата имат и други приложения освен залепването.
Антикорозия: Парните тръби на корабите са покрити предимно с алуминиев силикат и азбест, за да се постигне топлоизолация, но поради течове или редуване на студ и топлина се образува кондензатна вода, която се натрупва по външната стена на долните паропроводи; и паропроводите са изложени на висока температура за дълго време, разтворими соли. Ролята на корозията на външната стена е много сериозна.
За тази цел, лепила от серията водно стъкло могат да се използват като покривни материали върху долния слой алуминиев силикат, за да се образува покритие с емайлирана структура. При механичен монтаж компонентите често се закрепват с болтове. Дългосрочното излагане на въздух на болтови устройства може да причини корозия в цепнатини. В процеса на механична работа понякога болтовете се разхлабват поради силни вибрации.
За да се реши този проблем, свързващите компоненти могат да бъдат свързани с неорганични лепила в механичната инсталация и след това свързани с болтове. Това може не само да играе роля за армиране, но и за защита от корозия.
Биомедицински: Съставът на материала хидроксиапатит биокерамика е близък до неорганичния компонент на човешката кост, има добра биосъвместимост, може да образува силна химическа връзка с костта и е идеален материал за заместване на твърди тъкани.
Въпреки това, общият модул на еластичност на подготвените HA импланти е висок, якостта е ниска и активността не е идеална. Избира се фосфатно-стъклено лепило и прахът от HA суровина се свързва при по-ниска температура от традиционната температура на синтероване чрез действието на лепилото, като по този начин се намалява модулът на еластичност и се осигурява активността на материала.
Cohesion Technologies Ltd. обяви, че е разработила силант Coseal, който може да се използва за сърдечно-съдово свързване и е бил успешно прилаган клинично. Чрез сравнително проучване на 21 случая на сърдечна хирургия в Европа е установено, че използването на Coseal значително намалява хирургичните сраствания в сравнение с други методи. Последващи предварителни клинични проучвания показват, че силантът Coseal има голям потенциал в сърдечната, гинекологичната и коремната хирургия.
Приложението на лепила в медицината е известно като нова точка на растеж в лепилната индустрия. Структурно лепило, съставено от епоксидна смола или ненаситен полиестер.
В отбранителните технологии: Подводниците тип „стелт“ са един от символите на модернизацията на военноморската техника. Важен метод за „стелт“ на подводниците е полагането на звукопоглъщащи плочки върху корпуса на подводницата. Звукопоглъщащата плочка е вид гума със звукопоглъщащи свойства.
За да се осъществи здравото съединяване на ауспуховата плочка и стоманената плоча на стената на лодката, е необходимо да се разчита на лепилото. Използва се във военната област: поддръжка на танкове, сглобяване на военни лодки, леки бомбардировачи на военни самолети, залепване на термозащитни слоеве за ракетни бойни глави, подготовка на камуфлажни материали, борба с тероризма и борба с тероризма.
Страхотно ли е? Не гледайте нашето малко лепило, в него се крият много знания.
Основни физични и химични свойства на лепилото
Време за работа
Максимален интервал от време между смесването на лепилото и сдвояването на частите, които ще се залепват
Първоначално време за втвърдяване
Времето за достигане на якост на отстраняване позволява адекватна якост за работа с връзки, включително преместване на части от приспособленията
време за пълно втвърдяване
Време, необходимо за постигане на крайни механични свойства след смесване на лепилото
период на съхранение
При определени условия лепилото може да запази своите свойства на обработка и времето за съхранение на определената якост.
здравина на връзката
Под действието на външна сила, напрежението, необходимо за разрушаване на интерфейса между лепилото и залепващото вещество в лепилната част или в нейната близост.
Якост на срязване
Якостта на срязване се отнася до силата на срязване, която свързващата повърхност на елемента може да издържи, когато свързващата част е повредена, и нейната единица се изразява в MPa (N/mm2)
Неравномерна якост на опъване
Максималното натоварване, което съединението може да понесе, когато е подложено на неравномерна сила на опъване, тъй като натоварването е концентрирано предимно върху два ръба или един ръб на лепилния слой, а силата е на единица дължина, а не на единица площ, като единицата е KN/m.
Якост на опън
Якостта на опън, известна още като равномерна якост на опън и положителна якост на опън, се отнася до силата на опън на единица площ, когато адхезията е увредена от сила, като единицата се изразява в MPa (N/mm2).
якост на отлепване
Якостта на отлепване е максималното натоварване на единица ширина, което залепените части могат да издържат, когато се разделят при определените условия на отлепване, и мерната единица се изразява в KN/m.
Време на публикуване: 25 април 2024 г.