Prirodna ljepila su često korištena ljepila u našim životima. Prema različitim izvorima, mogu se podijeliti na životinjsko ljepilo, biljno ljepilo i mineralno ljepilo. Životinjsko ljepilo uključuje ljepilo za kožu, ljepilo za kosti, šelak, kazeinsko ljepilo, ljepilo za albumin, ljepilo za riblji mjehur itd.; biljno ljepilo uključuje škrob, dekstrin, kolofonij, gumarabik, prirodnu gumu itd.; mineralno ljepilo uključuje mineralni vosak, asfaltni vosak. Zbog svojih obilnih izvora, niske cijene i niske toksičnosti, široko se koristi u namještaju, uvezivanju knjiga, pakiranju i obradi rukotvorina.
ljepilo od škroba
Nakon što škrobno ljepilo uđe u 21. vijek, dobre ekološke performanse materijala postat će glavna karakteristika novog materijala. Škrob je netoksičan, bezopasan, jeftin, biorazgradiv i ekološki prihvatljiv prirodni obnovljivi resurs. Široko se koristi u raznim industrijama. Posebno posljednjih godina, svjetska tehnologija industrijske proizvodnje ljepila razvija se u smjeru uštede energije, niskih troškova, bez štete, visoke viskoznosti i bez rastvarača.
Kao vrsta zelenog proizvoda za zaštitu okoliša, škrobno ljepilo privuklo je veliku pažnju u industriji ljepila. Što se tiče primjene i razvoja škrobnih ljepila, izgledi za škrobna ljepila oksidirana kukuruznim škrobom su obećavajući, a istraživanja i primjena su najintenzivniji.
U posljednje vrijeme, škrob kao ljepilo se uglavnom koristi u papiru i papirnim proizvodima, kao što su zaptivanje kartona i kartonskih kutija, etiketiranje, ravno lijepljenje, lijepljenje koverti, lijepljenje višeslojnih papirnih vrećica itd.
U nastavku je predstavljeno nekoliko uobičajenih ljepila na bazi škroba:
Oksidirano škrobno ljepilo
Želatinizator pripremljen od smjese modificiranog škroba s niskim stupnjem polimerizacije koja sadrži aldehidne i karboksilne grupe i vode pod djelovanjem oksidansa zagrijavanjem ili želatinizacijom na sobnoj temperaturi predstavlja napunjeni škrobni ljepilo. Nakon što se škrob oksidira, formira se oksidirani škrob s topljivošću u vodi, kvašenjem i ljepljivošću.
Količina oksidansa je mala, stepen oksidacije je nedovoljan, ukupna količina novih funkcionalnih grupa koje generiše škrob se smanjuje, viskoznost ljepila se povećava, početna viskoznost se smanjuje, a fluidnost je slaba. Ima veliki uticaj na kiselost, prozirnost i sadržaj hidroksilnih grupa u ljepilu.
Sa produženjem vremena reakcije, stepen oksidacije se povećava, sadržaj karboksilnih grupa se povećava, a viskoznost proizvoda se postepeno smanjuje, ali transparentnost postaje sve bolja i bolja.
Esterificirani škrobni ljepilo
Esterificirani škrobni ljepili su nerazgradivi škrobni ljepili koji škrobu daju nove funkcionalne grupe putem reakcije esterifikacije između hidroksilnih grupa molekula škroba i drugih supstanci, čime se poboljšavaju performanse škrobnih ljepila. Zbog djelomičnog umrežavanja esterificiranog škroba, povećava se viskoznost, poboljšava se stabilnost pri skladištenju, poboljšavaju se svojstva otpornosti na vlagu i antivirusna svojstva, a ljepljivi sloj može izdržati visoke i niske temperature i naizmjenične utjecaje.
Ljepilo od kalemljenog škroba
Kalemljenje škroba podrazumijeva korištenje fizičkih i hemijskih metoda kako bi se molekularni lanac škroba generirao i generirao slobodne radikale, a pri susretu s polimernim monomerima dolazi do lančane reakcije. Bočni lanac sastavljen od polimernih monomera nastaje na glavnom lancu škroba.
Koristeći karakteristiku da i molekule polietilena i škroba imaju hidroksilne grupe, mogu se formirati vodikove veze između molekula polivinil alkohola i škroba, koje igraju ulogu "kalemljenja" između molekula polivinil alkohola i škroba, tako da dobijeni škrobni adheziv ima bolja svojstva prianjanja, fluidnosti i otpornosti na smrzavanje.
Budući da je škrobni ljepilo prirodno polimerno ljepilo, niske je cijene, netoksično je i bez okusa, te ne zagađuje okoliš, pa je stoga predmet širokog istraživanja i primjene. U posljednje vrijeme, škrobna ljepila se uglavnom koriste u papiru, pamučnim tkaninama, kovertama, etiketama i valovitom kartonu.
Celulozni ljepilo
Derivati celuloznih etera koji se koriste kao ljepila uglavnom uključuju metil celulozu, etil celulozu, hidroksietil celulozu, karboksimetil celulozu i druge vrste etil celuloze (EC): je termoplastični, u vodi nerastvorljivi, nejonski alkil eter celuloze.
Ima dobru hemijsku stabilnost, jaku otpornost na alkalije, odličnu električnu izolaciju i mehaničku reologiju, te ima karakteristike održavanja čvrstoće i fleksibilnosti na visokim i niskim temperaturama. Lako je kompatibilan s voskom, smolom, plastifikatorom itd., kao što su papir, guma, koža, ljepila za tkanine.
Metil celuloza (CMC): jonski celulozni eter. U tekstilnoj industriji, CMC se često koristi kao zamjena za visokokvalitetni škrob kao sredstvo za zgušnjavanje tkanina. Tekstil obložen CMC-om može povećati mekoću i značajno poboljšati svojstva štampanja i bojenja. U prehrambenoj industriji, razni kremasti sladoledi kojima je dodan CMC imaju dobru stabilnost oblika, lako se boje i ne omekšavaju lako. Kao ljepilo, koristi se za izradu hvataljki, papirnih kutija, papirnih vrećica, tapeta i umjetnog drveta.
Celulozni esterderivati: uglavnom nitroceluloza i celulozni acetat. Nitroceluloza: Poznata i kao celulozni nitrat, njen sadržaj dušika je uglavnom između 10% i 14% zbog različitih stepena esterifikacije.
Visok sadržaj je obično poznat kao vatreni pamuk, koji se koristi u proizvodnji bezdimnog i koloidnog baruta. Nizak sadržaj je obično poznat kao kolodijum. Nerastvorljiv je u vodi, ali je rastvorljiv u miješanom rastvaraču etil alkohola i etra, a rastvor je kolodijum. Budući da rastvarač kolodija isparava i formira čvrsti film, često se koristi za zatvaranje boca, zaštitu rana i prvi plastični celuloid u historiji.
Ako se doda odgovarajuća količina alkidne smole kao modifikator i odgovarajuća količina kamfora kao sredstvo za učvršćivanje, postaje nitrocelulozni ljepilo koje se često koristi za lijepljenje papira, tkanine, kože, stakla, metala i keramike.
Celulozni acetat: Također poznat kao celulozni acetat. U prisustvu sumporne kiseline kao katalizatora, celuloza se acetatira smjesom sirćetne kiseline i etanola, a zatim se dodaje razrijeđena sirćetna kiselina kako bi se proizvod hidrolizirao do željenog stepena esterifikacije.
U poređenju sa nitrocelulozom, celulozni acetat se može koristiti za formulisanje ljepila na bazi rastvarača za lijepljenje plastičnih proizvoda kao što su naočale i igračke. U poređenju sa celuloznim nitratom, ima odličnu otpornost na viskoznost i trajnost, ali ima slabu otpornost na kiseline, vlagu i vremenske uslove.
proteinski ljepilo
Proteinski ljepilo je vrsta prirodnog ljepila čija je glavna sirovina supstanca koja sadrži proteine. Ljepila se mogu napraviti od životinjskih i biljnih proteina. Prema korištenom proteinu, dijele se na životinjske proteine (fen ljepilo, želatina, kompleksno proteinsko ljepilo i albumin) i biljne proteine (guma od graha itd.). Općenito imaju visoku napetost veze kada se osuše i koriste se u proizvodnji namještaja i drvnih proizvoda. Međutim, njihova otpornost na toplinu i vodu su slabe, od kojih su ljepila od životinjskih proteina važnija.
Ljepilo od sojinih proteina: Biljni protein nije samo važna prehrambena sirovina, već ima i širok spektar primjene u neprehrambenim oblastima. Razvijeno na ljepilima od sojinih proteina, Johnson je već 1923. godine podnio zahtjev za patent za ljepila od sojinih proteina.
Godine 1930., ljepilo za ploče na bazi fenolne smole sojinih proteina (DuPont Mass Division) nije bilo široko korišteno zbog slabe čvrstoće lijepljenja i visokih troškova proizvodnje.
Posljednjih decenija, zbog širenja tržišta ljepila, kiselost globalnih naftnih resursa i zagađenje okoliša privukli su pažnju, što je navelo industriju ljepila da preispita nova prirodna ljepila, što je rezultiralo time da ljepila na bazi sojinih proteina ponovo postanu žarište istraživanja.
Sojino ljepilo nije toksično, bez okusa je jednostavno za upotrebu, ali ima slabu otpornost na vodu. Dodavanje 0,1%~1,0% (mase) sredstava za umrežavanje kao što su tiourea, ugljikov disulfid, trikarboksimetil sulfid itd. može poboljšati otpornost na vodu i napraviti ljepila za lijepljenje drveta i proizvodnju šperploče.
Ljepila životinjskog porijekla: Ljepila životinjskog porijekla se široko koriste u industriji namještaja i prerade drveta. Uobičajeno korišteni proizvodi uključuju namještaj kao što su stolice, stolovi, ormari, modeli, igračke, sportska oprema i terase.
Novija tečna životinjska ljepila sa sadržajem čvrstih materija od 50-60% uključuju brzosušeće i sporosušeće vrste, koje se koriste za lijepljenje okvira panela ormara od tvrde ploče, montaže mobilnih kućica, teških laminata i drugih jeftinijih termalnih ljepila. Mala i srednja ljepila zahtijevaju ljepilo.
Životinjski ljepak je osnovna vrsta ljepila koja se koristi u ljepljivim trakama. Ove trake se mogu koristiti za uobičajene lagane maloprodajne vrećice, kao i za teške trake, poput zatvaranja ili pakiranja kutija od čvrstih vlakana i valovitog kartona za pošiljke gdje su potrebne brze mehaničke operacije i dugotrajna visoka čvrstoća veze.
U ovom trenutku, količina koštanog ljepila je velika, a ljepilo za kožu se često koristi samostalno ili u kombinaciji s koštanim ljepilom. Prema Coating Onlineu, korišteno ljepilo je uglavnom formulirano s udjelom čvrste tvari od oko 50% i može se miješati s dekstrinom u količini od 10% do 20% mase suhog ljepila, kao i s malom količinom sredstva za vlaženje, plastifikatora, inhibitora gela (kada je potrebno).
Ljepilo (60~63℃) se obično miješa s bojom na podlozi od papira, a količina nanesene čvrste tvari obično je 25% mase papirne podloge. Vlažna traka se može sušiti pod zatezanjem pomoću valjaka zagrijanih parom ili pomoću podesivih direktnih grijača zraka.
Osim toga, primjena životinjskog ljepila uključuje proizvodnju brusnog papira i abrazivnih materijala od gaze, dimenzioniranje i premazivanje tekstila i papira te uvezivanje knjiga i časopisa.
Taninsko ljepilo
Tanin je organski spoj koji sadrži polifenolne grupe, široko prisutan u stabljici, kori, korijenju, lišću i plodovima biljaka. Uglavnom se dobija od ostataka kore prerađenog drveta i biljaka sa visokim sadržajem tanina. Tanin, formaldehid i voda se miješaju i zagrijavaju da bi se dobila taninska smola, zatim se dodaju sredstvo za učvršćivanje i punilo, a taninsko ljepilo se dobija ravnomjernim miješanjem.
Taninsko ljepilo ima dobru otpornost na starenje usljed topline i vlage, a performanse lijepljenja drveta slične su onima fenolnog ljepila. Uglavnom se koristi za lijepljenje drveta itd.
ligninsko ljepilo
Lignin je jedna od glavnih komponenti drveta, a njegov sadržaj čini oko 20-40% drveta, odmah iza celuloze. Teško je direktno izdvojiti lignin iz drveta, a glavni izvor je tečni otpad od celuloze, koji je izuzetno bogat resursima.
Lignin se ne koristi sam kao ljepilo, već kao fenolni polimer smole dobiven djelovanjem fenolne grupe lignina i formaldehida kao ljepila. Radi poboljšanja otpornosti na vodu, može se koristiti u kombinaciji s prstenastim izopropan epoksi izocijanatom, stupidnim fenolom, rezorcinolom i drugim spojevima. Ljepila na bazi lignina se uglavnom koriste za lijepljenje šperploče i iverice. Međutim, njegova viskoznost je visoka, a boja duboka, te se nakon poboljšanja može proširiti područje primjene.
Arapska guma
Guma arabika, poznata i kao akacijeva guma, je eksudat iz porodice divljih bagrema. Nazvana je zbog svoje obilne proizvodnje u arapskim zemljama. Guma arabika se uglavnom sastoji od polisaharida niže molekularne težine i akacijevih glikoproteina više molekularne težine. Zbog dobre rastvorljivosti guma arabike u vodi, formulacija je vrlo jednostavna i ne zahtijeva ni toplotu ni akceleratore. Guma arabika se izuzetno brzo suši. Može se koristiti za lijepljenje optičkih sočiva, lijepljenje pečata, lijepljenje etiketa zaštitnih znakova, lijepljenje ambalaže za hranu i pomoćna sredstva za štampanje i bojenje.
Neorgansko ljepilo
Ljepila formulirana s neorganskim tvarima, kao što su fosfati, sulfati, soli bora, metalni oksidi itd., nazivaju se neorganskim ljepilima. Njihove karakteristike:
(1) Otpornost na visoke temperature, može izdržati temperaturu od 1000 ℃ ili višu:
(2) Dobra svojstva protiv starenja:
(3) Malo skupljanje
(4) Velika krhkost. Modul elastičnosti je za red stopa veći od onog kod organskih ljepila:
(5) Otpornost na vodu, kiseline i alkalije je slaba.
Znate li? Ljepila imaju i druge namjene osim lijepljenja.
Antikorozija: Parne cijevi brodova su uglavnom prekrivene aluminijum silikatima i azbestom radi postizanja toplinske izolacije, ali zbog curenja ili naizmjeničnog zagrijavanja i hladnoće stvara se kondenzat koji se nakuplja na vanjskom zidu donjih parnih cijevi; parne cijevi su dugo izložene visokim temperaturama i rastvorljivim solima. Uloga korozije vanjskog zida je vrlo ozbiljna.
U tu svrhu, ljepila serije vodenog stakla mogu se koristiti kao premazni materijali na donjem sloju aluminijum silikata kako bi se formirao premaz sa strukturom sličnom emajlu. Kod mehaničke instalacije, komponente se često pričvršćuju vijcima. Dugotrajno izlaganje zraku kod uređaja pričvršćenih vijcima može uzrokovati koroziju pukotina. U procesu mehaničkog rada, vijci se ponekad otpuste zbog jakih vibracija.
Da bi se riješio ovaj problem, spojne komponente mogu se spojiti neorganskim ljepilima u mehaničkoj instalaciji, a zatim spojiti vijcima. Ovo ne samo da može igrati ulogu u ojačavanju, već i u zaštiti od korozije.
Biomedicina: Sastav materijala hidroksiapatitne biokeramike blizak je neorganskoj komponenti ljudske kosti, ima dobru biokompatibilnost, može formirati jaku hemijsku vezu s kosti i idealan je materijal za zamjenu tvrdog tkiva.
Međutim, opći modul elastičnosti pripremljenih HA implantata je visok, čvrstoća niska, a aktivnost nije idealna. Odabrano je ljepilo na bazi fosfatnog stakla, a prah HA sirovine se spaja na nižoj temperaturi od tradicionalne temperature sinterovanja djelovanjem ljepila, čime se smanjuje modul elastičnosti i osigurava aktivnost materijala.
Kompanija Cohesion Technologies Ltd. objavila je da je razvila Coseal zaštitnu masu koja se može koristiti za spajanje srca i koja je uspješno korištena klinički. Komparativnom analizom 21 slučaja operacije srca u Evropi, utvrđeno je da upotreba Coseal zaštitne mase značajno smanjuje hirurške adhezije u poređenju s drugim metodama. Naknadne preliminarne kliničke studije pokazale su da Coseal zaštitna masa ima veliki potencijal u kardiološkoj, ginekološkoj i abdominalnoj hirurgiji.
Primjena ljepila u medicini poznata je kao nova tačka rasta u industriji ljepila. Strukturno ljepilo sastavljeno od epoksidne smole ili nezasićenog poliestera.
U odbrambenoj tehnologiji: Nevidljive podmornice su jedan od simbola modernizacije pomorske opreme. Važna metoda prikrivenosti podmornica je postavljanje pločica koje apsorbiraju zvuk na oplatu podmornice. Pločica koja apsorbira zvuk je vrsta gume sa svojstvima apsorpcije zvuka.
Da bi se ostvarila čvrsta kombinacija pločice prigušivača i čelične ploče zida broda, potrebno je osloniti se na ljepilo. Koristi se u vojnoj oblasti: održavanje tenkova, montaža vojnih brodova, laki bombarderi vojnih aviona, lijepljenje sloja termičke zaštite bojevih glava raketa, priprema kamuflažnih materijala, antiterorizam i antiterorizam.
Je li nevjerovatno? Ne gledajte naš mali ljepljivi materijal, u njemu se krije mnogo znanja.
Glavna fizička i hemijska svojstva ljepila
Vrijeme rada
Maksimalni vremenski interval između miješanja ljepila i spajanja dijelova koji se lijepe
Početno vrijeme sušenja
Vrijeme do postizanja uklonjive čvrstoće omogućava adekvatnu čvrstoću za rukovanje spojevima, uključujući pomicanje dijelova s uređaja
vrijeme potpunog izlječenja
Vrijeme potrebno za postizanje konačnih mehaničkih svojstava nakon miješanja ljepila
period skladištenja
Pod određenim uslovima, ljepilo i dalje može zadržati svoja svojstva rukovanja i vrijeme skladištenja specificirane čvrstoće.
čvrstoća veze
Pod djelovanjem vanjske sile, napon potreban da se spoj između ljepila i prianjajućeg materijala u ljepljivom dijelu ili u njegovoj blizini poruši.
Smična čvrstoća
Čvrstoća na smicanje odnosi se na silu smicanja koju površina koja se lijepi može izdržati kada je dio koji se lijepi oštećen, a jedinica za mjerenje je izražena u MPa (N/mm2).
Neravnomjerna čvrstoća na povlačenje
Maksimalno opterećenje koje spoj može podnijeti kada je izložen neravnomjernoj sili povlačenja, jer je opterećenje uglavnom koncentrirano na dvije ivice ili jednoj ivici sloja ljepila, a sila je po jedinici dužine, a ne po jedinici površine, a jedinica je KN/m
Zatezna čvrstoća
Zatezna čvrstoća, poznata i kao ujednačena čvrstoća na povlačenje i pozitivna zatezna čvrstoća, odnosi se na zateznu silu po jedinici površine kada je adhezija oštećena silom, a jedinica se izražava u MPa (N/mm2).
čvrstoća ljuštenja
Čvrstoća ljuštenja je maksimalno opterećenje po jedinici širine koje lijepljeni dijelovi mogu izdržati kada se razdvoje pod određenim uvjetima ljuštenja, a izražava se u KN/m.
Vrijeme objave: 25. april 2024.