Přírodní lepidla jsou v našich životech běžně používaná lepidla. Podle různých zdrojů je lze rozdělit na živočišná lepidla, rostlinná lepidla a minerální lepidla. Mezi živočišná lepidla patří kožní lepidla, kostní lepidla, šelak, kaseinové lepidla, albuminové lepidla, lepidla z rybího měchýře atd.; mezi rostlinná lepidla patří škrob, dextrin, kalafuna, arabská guma, přírodní kaučuk atd.; mezi minerální lepidla patří minerální vosk, asfalt a další. Díky hojnosti zdrojů, nízké ceně a nízké toxicitě se široce používají v nábytkářství, knihařství, balení a řemeslném zpracování.
škrobové lepidlo
Po vstupu škrobového lepidla do 21. století se jeho dobrá environmentální výkonnost stane hlavním rysem. Škrob je netoxický, neškodný, levný, biologicky odbouratelný a ekologicky šetrný přírodní obnovitelný zdroj. Je široce používán v různých průmyslových odvětvích. Zejména v posledních letech se světová technologie průmyslové výroby lepidel vyvíjí směrem k úsporám energie, nízkým nákladům, neškodnosti, vysoké viskozitě a absenci rozpouštědel.
Jako druh ekologického produktu na ochranu životního prostředí přitahuje škrobové lepidlo v odvětví lepidel značnou pozornost. Pokud jde o aplikaci a vývoj škrobových lepidel, je slibná perspektiva škrobových lepidel oxidovaných kukuřičným škrobem a výzkum a aplikace jsou nejvíce zaměřené.
V poslední době se škrob jako lepidlo používá hlavně v papíru a papírenských výrobcích, jako je uzavírání kartonů a kartonů, etiketování, lepení ploch, lepení obálek, lepení vícevrstvých papírových sáčků atd.
Níže je uvedeno několik běžných škrobových lepidel:
Oxidované škrobové lepidlo
Želatinizační činidlo připravené ze směsi modifikovaného škrobu s nízkým stupněm polymerace obsahujícího aldehydovou a karboxylovou skupinu a vody za působení oxidačního činidla zahříváním nebo želatinizací při pokojové teplotě je plněné škrobové lepidlo. Po oxidaci škrobu se vytvoří oxidovaný škrob s rozpustností ve vodě, smáčivostí a lepivostí.
Množství oxidačního činidla je malé, stupeň oxidace je nedostatečný, celkové množství nových funkčních skupin generovaných škrobem se snižuje, viskozita lepidla se zvyšuje, počáteční viskozita klesá, tekutost je špatná. To má velký vliv na kyselost, průhlednost a obsah hydroxylových skupin v lepidle.
S prodlužující se reakční dobou se zvyšuje stupeň oxidace, zvyšuje se obsah karboxylových skupin a viskozita produktu postupně klesá, ale průhlednost se stále zlepšuje.
Esterifikované škrobové lepidlo
Esterifikovaná škrobová lepidla jsou nerozložitelná škrobová lepidla, která dodávají škrobu nové funkční skupiny esterifikační reakcí mezi hydroxylovými skupinami molekul škrobu a dalšími látkami, čímž zlepšují jeho vlastnosti. Díky částečnému zesíťování esterifikovaného škrobu se zvyšuje viskozita, zlepšuje se skladovací stabilita, zlepšují se vlastnosti odolné vůči vlhkosti a antivirové vlastnosti a lepicí vrstva odolává vysokým a nízkým a střídavým působením.
Lepidlo z roubovaného škrobu
Roubování škrobu spočívá v použití fyzikálních a chemických metod, které způsobují, že molekulární řetězec škrobu generuje volné radikály. Při setkání s polymerními monomery dochází k řetězové reakci. Na hlavním řetězci škrobu se vytváří postranní řetězec složený z polymerních monomerů.
Využitím vlastnosti, že molekuly polyethylenu i škrobu mají hydroxylové skupiny, mohou mezi molekulami polyvinylalkoholu a škrobu vznikat vodíkové vazby, které hrají roli „roubování“ mezi molekulami polyvinylalkoholu a škrobu, takže získané škrobové lepidlo má lepší adhezi, tekutost a nemrznoucí vlastnosti.
Protože škrobové lepidlo je přírodní polymerní lepidlo, je levné, netoxické, bez chuti a neznečišťuje životní prostředí, proto je předmětem širokého výzkumu a používání. V poslední době se škrobová lepidla používají hlavně v papíru, bavlněných tkaninách, obálkách, etiketách a vlnité lepence.
Celulózové lepidlo
Deriváty etheru celulózy používané jako lepidla zahrnují hlavně methylcelulózu, ethylcelulózu, hydroxyethylcelulózu, karboxymethylcelulózu a další ethylcelulózu (EC): je termoplastický, ve vodě nerozpustný, neiontový alkylether celulózy.
Má dobrou chemickou stabilitu, silnou odolnost vůči alkáliím, vynikající elektrickou izolaci a mechanickou reologii a zachovává si pevnost a flexibilitu při vysokých i nízkých teplotách. Je snadno kompatibilní s voskem, pryskyřicí, změkčovadly atd., jako je papír, guma, kůže, lepidla na textilie.
Methylcelulóza (CMC): iontový éter celulózy. V textilním průmyslu se CMC často používá jako náhrada vysoce kvalitního škrobu jako klížidlo pro tkaniny. Textilie potažené CMC mohou zvýšit měkkost a výrazně zlepšit tiskařské a barvicí vlastnosti. „V potravinářském průmyslu má řada krémových zmrzlin s přídavkem CMC dobrou tvarovou stálost, snadno se barví a není snadné je změkčit. Jako lepidlo se používá k výrobě kleští, papírových krabic, papírových tašek, tapet a umělého dřeva.“
Ester celulózyderiváty: zejména nitrocelulóza a acetát celulózy. Nitrocelulóza: Také známá jako nitrát celulózy, její obsah dusíku se obvykle pohybuje mezi 10 % a 14 % v důsledku různého stupně esterifikace.
Vysoký obsah je běžně známý jako ohnivá vata, která se používá při výrobě bezdýmného a koloidního střelného prachu. Nízký obsah je běžně známý jako kolodium. Je nerozpustný ve vodě, ale rozpustný ve směsi ethylalkoholu a etheru a roztokem je kolodium. Protože se kolodiové rozpouštědlo odpařuje a vytváří pevný film, často se používá k uzávěrům lahví, ochraně ran a jako první plastový celuloid v historii.
Pokud se jako modifikátor přidá vhodné množství alkydové pryskyřice a jako zpevňující činidlo se použije vhodné množství kafru, vznikne nitrocelulózové lepidlo, které se často používá k lepení papíru, látek, kůže, skla, kovů a keramiky.
Acetát celulózy: Také známý jako acetát celulózy. V přítomnosti kyseliny sírové jako katalyzátoru se celulóza acetuje směsí kyseliny octové a ethanolu a poté se přidá zředěná kyselina octová, aby se produkt hydrolyzoval na požadovaný stupeň esterifikace.
Ve srovnání s nitrocelulózou lze acetát celulózy použít k výrobě lepidel na bázi rozpouštědel pro lepení plastových výrobků, jako jsou brýle a hračky. Ve srovnání s nitrátem celulózy má vynikající odolnost proti viskozitě a trvanlivost, ale špatnou odolnost vůči kyselinám, vlhkosti a povětrnostním vlivům.
proteinové lepidlo
Proteinové lepidlo je druh přírodního lepidla, jehož hlavní surovinou jsou látky obsahující bílkoviny. Lepidla mohou být vyrobena z živočišných a rostlinných bílkovin. Podle použitého proteinu se dělí na živočišné bílkoviny (fenový lepidlo, želatina, komplexní proteinové lepidlo a albumin) a rostlinné bílkoviny (bobová guma atd.). Obecně mají vysoké vazebné napětí po zaschnutí a používají se při výrobě nábytku a dřevěných výrobků. Jejich tepelná a voděodolnost je však nízká, z nichž důležitější jsou lepidla na bázi živočišných bílkovin.
Sójové proteinové lepidlo: Rostlinná bílkovina není jen důležitou potravinářskou surovinou, ale má také širokou škálu uplatnění v nepotravinářských oblastech. Již v roce 1923 si Johnson nechal patentovat sójová proteinová lepidla, která byla vyvinuta na základě sójových proteinů.
V roce 1930 nebylo lepidlo na desky ze sójového proteinu a fenolické pryskyřice (DuPont Mass Division) široce používáno kvůli slabé pevnosti spoje a vysokým výrobním nákladům.
V posledních desetiletích, v důsledku expanze trhu s lepidly, přitahovala pozornost kyselost globálních ropných zdrojů a znečištění životního prostředí, což vedlo průmysl lepidel k přehodnocení nových přírodních lepidel, a proto se lepidla na bázi sójových bílkovin opět stala výzkumným tématem.
Sójové lepidlo je netoxické, bez chuti, snadno se používá, ale má špatnou odolnost vůči vodě. Přidání 0,1 % až 1,0 % (hmotnostních) síťovacích činidel, jako je thiomočovina, sirouhlík, trikarboxymethylsulfid atd., může zlepšit odolnost vůči vodě a vytvořit lepidla pro lepení dřeva a výrobu překližky.
Lepidla na bázi živočišných bílkovin: Lepidla na bázi živočišných bílkovin se široce používají v nábytkářském a dřevozpracujícím průmyslu. Mezi běžně používané produkty patří nábytek, jako jsou židle, stoly, skříňky, modely, hračky, sportovní potřeby a terasy.
Novější tekutá zvířecí lepidla s obsahem pevných látek 50–60 % zahrnují rychle tvrdnoucí a pomalu tvrdnoucí typy, které se používají k lepení rámových panelů skříní z tvrdých desek, montáži mobilních domů, obtížných laminátů a dalších levnějších tepelných lepidel. Malá a střední poptávka po lepidle je náročná.
Živočišné lepidlo je základní typ lepidla používaného v lepicích páskách. Tyto pásky lze použít jak pro běžné lehké maloobchodní tašky, tak i pro těžké pásky, jako je například těsnění nebo balení krabic z pevných vláken a vlnité lepenky pro zásilky, kde je vyžadována rychlá mechanická operace a dlouhodobá vysoká pevnost spoje.
V současné době je množství kostního lepidla velké a kožní lepidlo se často používá samostatně nebo v kombinaci s kostním lepidlem. Podle Coating Online je použité lepidlo obecně formulováno s obsahem pevných látek asi 50 % a lze jej smíchat s dextrinem v množství 10 % až 20 % hmotnosti suchého lepidla, jakož i s malým množstvím smáčedla, změkčovadla a inhibitoru gelace (v případě potřeby).
Lepidlo (60~63 ℃) se obvykle mísí s barvou na podkladovém papíru a množství nanesené pevné látky je obvykle 25 % hmotnosti papírového základu. Mokrá páska může být sušena pod napětím pomocí parních válců nebo pomocí nastavitelných přímotopů.
Kromě toho se zvířecí lepidla používají při výrobě brusného papíru a gázových abraziv, klížení a potahování textilií a papíru a při vazbě knih a časopisů.
Taninové lepidlo
Tanin je organická sloučenina obsahující polyfenolické skupiny, široce zastoupená ve stonku, kůře, kořenech, listech a plodech rostlin. Získává se hlavně ze zbytků kůry ze zpracování dřeva a z rostlin s vysokým obsahem taninu. Tanin, formaldehyd a voda se smíchají a zahřejí, čímž se získá taninová pryskyřice, poté se přidá tvrdidlo a plnivo a rovnoměrným mícháním se získá taninové lepidlo.
Taninové lepidlo má dobrou odolnost vůči stárnutí vlivem tepla a vlhkosti a jeho vlastnosti při lepení dřeva jsou podobné jako u fenolického lepidla. Používá se hlavně k lepení dřeva atd.
ligninové lepidlo
Lignin je jednou z hlavních složek dřeva a jeho obsah tvoří asi 20–40 % dřeva, druhý nejvýznamnější hned po celulóze. Je obtížné extrahovat lignin přímo ze dřeva a jeho hlavním zdrojem je odpadní kapalina z buničiny, která je extrémně bohatá na zdroje.
Lignin se nepoužívá samostatně jako lepidlo, ale jako fenolický pryskyřičný polymer získaný působením fenolové skupiny ligninu a formaldehydu jako lepidla. Pro zlepšení voděodolnosti se může použít v kombinaci s isopropan-epoxidovými isokyanáty s obsahem vlákna, stupidním fenolem, resorcinolem a dalšími sloučeninami. Ligninová lepidla se používají hlavně k lepení překližky a dřevotřísky. Jejich viskozita je však vysoká a barva je tmavá, takže po vylepšení lze rozšířit jejich rozsah použití.
Arabská guma
Arabská guma, známá také jako akáciová guma, je výměšek z čeledi akáciových. Pojmenována je podle své hojné produkce v arabských zemích. Arabská guma se skládá převážně z polysacharidů s nižší molekulovou hmotností a akáciových glykoproteinů s vyšší molekulovou hmotností. Díky dobré rozpustnosti arabské gumy ve vodě je její formulace velmi jednoduchá a nevyžaduje ani teplo, ani urychlovače. Arabská guma extrémně rychle schne. Lze ji použít k lepení optických čoček, lepení razítek, vkládání etiket s ochrannými známkami, lepení obalů na potraviny a jako pomocné látky pro tisk a barvení.
Anorganické lepidlo
Lepidla vyrobená z anorganických látek, jako jsou fosfáty, fosforečnany, sírany, soli boru, oxidy kovů atd., se nazývají anorganická lepidla. Jejich vlastnosti:
(1) Vysoká teplotní odolnost, odolává teplotě 1000 ℃ nebo vyšší:
(2) Dobré vlastnosti proti stárnutí:
(3) Malé smrštění
(4) Vysoká křehkost. Modul pružnosti je o řád vyšší než u organických lepidel:
(5) Odolnost vůči vodě, kyselinám a zásadám je nízká.
Víte? Lepidla mají kromě lepení i jiné využití.
Antikorozní ochrana: Parní potrubí lodí je většinou pokryto hlinitokřemičitanem a azbestem pro dosažení tepelné izolace, ale v důsledku úniku nebo střídání chladu a tepla se vytváří kondenzovaná voda, která se hromadí na vnější stěně spodního parního potrubí; a parní potrubí je dlouhodobě vystaveno vysokým teplotám a rozpustným solím. Koroze vnější stěny hraje velmi závažnou roli.
Za tímto účelem lze jako nátěrové materiály na spodní vrstvě hlinitokřemičitanu použít lepidla řady vodní sklo, která vytvoří povlak se smaltovanou strukturou. Při mechanické instalaci jsou součásti často šroubovány. Dlouhodobé vystavení šroubovaných zařízení vzduchu může způsobit štěrbinovou korozi. V procesu mechanické práce se někdy šrouby uvolní v důsledku silných vibrací.
Aby se tento problém vyřešil, lze spojovací komponenty v mechanické instalaci slepit anorganickými lepidly a poté je spojit šrouby. To může hrát roli nejen ve vyztužení, ale také v ochraně proti korozi.
Biomedicína: Složení materiálu hydroxyapatit biokeramika se blíží anorganické složce lidské kosti, má dobrou biokompatibilitu, může tvořit silnou chemickou vazbu s kostí a je ideálním materiálem pro náhradu tvrdých tkání.
Obecný modul pružnosti připravených implantátů HA je však vysoký, pevnost nízká a aktivita není ideální. Bylo zvoleno fosfátové sklo a prášek suroviny HA se spojuje při nižší teplotě, než je tradiční teplota slinování, působením lepidla, čímž se snižuje modul pružnosti a zajišťuje aktivita materiálu.
Společnost Cohesion Technologies Ltd. oznámila, že vyvinula tmel Coseal, který lze použít pro srdeční bondování a který byl úspěšně použit v klinické praxi. Srovnávací analýza 21 případů srdečních operací v Evropě ukázala, že použití tmelu Coseal významně snižuje chirurgické srůsty ve srovnání s jinými metodami. Následné předběžné klinické studie ukázaly, že tmel Coseal má velký potenciál v srdeční, gynekologické a břišní chirurgii.
Aplikace lepidel v medicíně je v odvětví lepidel známá jako nový bod růstu. Konstrukční lepidlo složené z epoxidové pryskyřice nebo nenasyceného polyesteru.
V obranné technologii: Ponorky typu stealth jsou jedním ze symbolů modernizace námořní techniky. Důležitou metodou utajení ponorek je pokládka zvukově izolačních dlaždic na plášť ponorky. Zvukově izolační dlaždice je druh gumy se zvukově izolačními vlastnostmi.
Aby bylo možné dosáhnout pevného spojení dlaždice tlumiče výfuku a ocelového plechu stěny lodi, je nutné se spolehnout na lepidlo. Používá se ve vojenské oblasti: údržba tanků, montáž vojenských lodí, lehké bombardéry vojenských letadel, lepení tepelně ochranných vrstev raketových hlavic, příprava maskovacích materiálů, boj proti terorismu a protiteroristické boje.
Je to úžasné? Nedívejte se na naše malé lepidlo, je v něm spousta znalostí.
Hlavní fyzikální a chemické vlastnosti lepidla
Doba provozu
Maximální časový interval mezi smícháním lepidla a spárováním lepených dílů
Počáteční doba vytvrzování
Doba do dosažení odnímatelné pevnosti umožňuje dostatečnou pevnost pro manipulaci s spoji, včetně přesouvání dílů z přípravků
doba úplného vytvrzení
Doba potřebná k dosažení konečných mechanických vlastností po smíchání lepidla
doba skladování
Za určitých podmínek si lepidlo stále může zachovat své manipulační vlastnosti a dobu skladování stanovené pevnosti.
pevnost vazby
Působením vnější síly je nutné napětí, aby se rozhraní mezi lepidlem a přilnavou látkou v lepicí části nebo v její blízkosti rozrušilo.
Smyková pevnost
Smyková pevnost se vztahuje k smykové síle, kterou spojovací povrch jednotky vydrží, když je spojovací díl poškozen, a její jednotka se vyjadřuje v MPa (N/mm2)
Nerovnoměrná pevnost v odtrhu
Maximální zatížení, které spoj unese při nerovnoměrném působení odtrhové síly, protože zatížení je většinou soustředěno na dva okraje nebo jeden okraj lepicí vrstvy a síla je vztažena na jednotku délky, nikoli na jednotku plochy, a jednotka je kN/m.
Pevnost v tahu
Pevnost v tahu, známá také jako rovnoměrná odtrhová pevnost a pozitivní pevnost v tahu, se vztahuje k tahové síle na jednotku plochy, když je adheze poškozena silou, a jednotka se vyjadřuje v MPa (N/mm2).
pevnost v odlupování
Pevnost v odlupování je maximální zatížení na jednotku šířky, které lepené díly odolají při oddělení za specifikovaných podmínek odlupování, a její jednotka se vyjadřuje v kN/m.
Čas zveřejnění: 25. dubna 2024