Perekat alami adalah perekat yang umum digunakan dalam kehidupan kita. Menurut berbagai sumber, perekat alami dapat dibagi menjadi lem hewani, lem nabati, dan lem mineral. Lem hewani meliputi lem kulit, lem tulang, lak, lem kasein, lem albumin, lem gelembung ikan, dll.; lem nabati meliputi pati, dekstrin, resin, gom arab, karet alam, dll.; lem mineral meliputi lilin mineral, aspal, dll. Karena sumbernya yang melimpah, harganya yang rendah, dan toksisitasnya yang rendah, perekat alami banyak digunakan dalam pembuatan furnitur, penjilidan buku, pengemasan, dan pengolahan kerajinan tangan.
perekat pati
Setelah perekat berbahan dasar pati memasuki abad ke-21, kinerja lingkungan yang baik dari material tersebut akan menjadi fitur utama dari material baru. Pati adalah sumber daya alam terbarukan yang tidak beracun, tidak berbahaya, berbiaya rendah, mudah terurai secara alami, dan ramah lingkungan. Pati banyak digunakan di berbagai industri. Terutama dalam beberapa tahun terakhir, teknologi produksi industri perekat di dunia berkembang ke arah penghematan energi, biaya rendah, tidak berbahaya, viskositas tinggi, dan tanpa pelarut.
Sebagai salah satu jenis produk ramah lingkungan, perekat pati telah menarik perhatian luas dan besar dalam industri perekat. Sejauh menyangkut aplikasi dan pengembangan perekat pati, prospek perekat pati yang dioksidasi oleh pati jagung sangat menjanjikan, dan penelitian serta aplikasinya paling banyak.
Baru-baru ini, pati sebagai perekat terutama digunakan dalam kertas dan produk kertas, seperti penyegelan karton dan kardus, pelabelan, perekatan permukaan, perekatan amplop, perekatan kantong kertas berlapis-lapis, dll.
Beberapa perekat berbahan dasar pati yang umum digunakan diperkenalkan di bawah ini:
Perekat pati teroksidasi
Gelatinizer yang dibuat dari campuran pati termodifikasi dengan derajat polimerisasi rendah yang mengandung gugus aldehida dan gugus karboksil serta air di bawah pengaruh oksidan dengan pemanasan atau gelatinisasi pada suhu kamar adalah perekat pati bermuatan. Setelah pati dioksidasi, terbentuk pati teroksidasi dengan kelarutan dalam air, kemampuan pembasahan, dan daya rekat.
Jumlah oksidan yang sedikit menyebabkan derajat oksidasi tidak mencukupi, sehingga jumlah total gugus fungsional baru yang dihasilkan oleh pati berkurang, viskositas perekat meningkat, viskositas awal menurun, dan fluiditasnya buruk. Hal ini sangat memengaruhi keasaman, transparansi, dan kandungan hidroksil pada perekat.
Dengan perpanjangan waktu reaksi, derajat oksidasi meningkat, kandungan gugus karboksil meningkat, dan viskositas produk secara bertahap menurun, tetapi transparansinya semakin membaik.
Perekat pati teresterifikasi
Perekat pati teresterifikasi adalah perekat pati yang tidak mudah terurai, yang memberikan gugus fungsional baru pada pati melalui reaksi esterifikasi antara gugus hidroksil molekul pati dan zat lain, sehingga meningkatkan kinerja perekat pati. Karena adanya ikatan silang parsial pada pati teresterifikasi, maka viskositas meningkat, stabilitas penyimpanan lebih baik, sifat tahan lembap dan anti-virus meningkat, dan lapisan perekat dapat menahan tekanan tinggi dan rendah serta perubahan tekanan secara bergantian.
Perekat pati hasil pencangkokan
Pencangkokan pati adalah penggunaan metode fisik dan kimia untuk membuat rantai molekul pati menghasilkan radikal bebas, dan ketika bertemu dengan monomer polimer, terbentuk reaksi berantai. Rantai samping yang terdiri dari monomer polimer dihasilkan pada rantai utama pati.
Dengan memanfaatkan fitur bahwa baik molekul polietilen maupun pati memiliki gugus hidroksil, ikatan hidrogen dapat terbentuk antara polivinil alkohol dan molekul pati, yang berperan sebagai "pencangkokan" antara polivinil alkohol dan molekul pati, sehingga perekat pati yang diperoleh memiliki daya rekat, fluiditas, dan sifat anti-beku yang lebih baik.
Karena perekat pati merupakan perekat polimer alami, harganya murah, tidak beracun dan tidak berbau, serta tidak mencemari lingkungan, maka perekat ini telah banyak diteliti dan diaplikasikan. Baru-baru ini, perekat pati terutama digunakan dalam kertas, kain katun, amplop, label, dan karton bergelombang.
Perekat selulosa
Turunan eter selulosa yang digunakan sebagai perekat terutama meliputi metil selulosa, etil selulosa, hidroksietil selulosa, karboksimetil selulosa, dan etil selulosa lainnya (EC): merupakan eter alkil selulosa termoplastik, tidak larut dalam air, dan nonionik.
Ia memiliki stabilitas kimia yang baik, ketahanan alkali yang kuat, isolasi listrik dan reologi mekanik yang sangat baik, serta memiliki karakteristik mempertahankan kekuatan dan fleksibilitas pada suhu tinggi dan rendah. Ia mudah kompatibel dengan lilin, resin, plasticizer, dll., sebagai bahan untuk kertas, karet, kulit, dan perekat kain.
Metil selulosa (CMC)CMC (Ionic Cellulose Ether) adalah eter selulosa ionik. Dalam industri tekstil, CMC sering digunakan untuk menggantikan pati berkualitas tinggi sebagai bahan penguat kain. Tekstil yang dilapisi CMC dapat meningkatkan kelembutan dan sangat meningkatkan sifat pencetakan dan pewarnaan. Dalam industri makanan, berbagai es krim krim yang ditambahkan CMC memiliki stabilitas bentuk yang baik, mudah diwarnai, dan tidak mudah melunak. Sebagai perekat, CMC digunakan untuk membuat penjepit, kotak kertas, kantong kertas, wallpaper, dan kayu buatan.
Ester selulosaTurunan: terutama nitroselulosa dan selulosa asetat. Nitroselulosa: Juga dikenal sebagai selulosa nitrat, kandungan nitrogennya umumnya antara 10% dan 14% karena perbedaan derajat esterifikasi.
Kandungan tinggi umumnya dikenal sebagai kapas api, yang telah digunakan dalam pembuatan bubuk mesiu tanpa asap dan koloid. Kandungan rendah umumnya dikenal sebagai kolodion. Koloid ini tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut campuran etil alkohol dan eter, dan larutannya adalah kolodion. Karena pelarut kolodion menguap dan membentuk lapisan film yang kuat, kolodion sering digunakan untuk penutup botol, pelindung luka, dan seluloid plastik pertama dalam sejarah.
Jika sejumlah resin alkid yang sesuai ditambahkan sebagai pengubah dan sejumlah kamper yang sesuai digunakan sebagai zat penguat, maka akan menjadi perekat nitroselulosa, yang sering digunakan untuk merekatkan kertas, kain, kulit, kaca, logam, dan keramik.
Selulosa asetat: Juga dikenal sebagai selulosa asetat. Dengan adanya katalis asam sulfat, selulosa diasetilasi dengan campuran asam asetat dan etanol, kemudian asam asetat encer ditambahkan untuk menghidrolisis produk hingga mencapai tingkat esterifikasi yang diinginkan.
Dibandingkan dengan nitroselulosa, selulosa asetat dapat digunakan untuk memformulasikan perekat berbasis pelarut untuk merekatkan produk plastik seperti kaca dan mainan. Dibandingkan dengan selulosa nitrat, ia memiliki ketahanan viskositas dan daya tahan yang sangat baik, tetapi memiliki ketahanan asam, ketahanan terhadap kelembapan, dan ketahanan terhadap cuaca yang buruk.
lem protein
Perekat protein adalah jenis perekat alami dengan zat yang mengandung protein sebagai bahan baku utama. Perekat dapat dibuat dari protein hewani dan protein nabati. Berdasarkan protein yang digunakan, perekat dibagi menjadi protein hewani (lem fen, gelatin, lem protein kompleks, dan albumin) dan protein nabati (gum kacang, dll.). Perekat ini umumnya memiliki daya rekat yang tinggi saat kering dan digunakan dalam pembuatan furnitur dan produksi produk kayu. Namun, ketahanan panas dan ketahanan airnya buruk, di mana perekat protein hewani lebih unggul.
Lem protein kedelai: Protein nabati tidak hanya merupakan bahan baku makanan yang penting, tetapi juga memiliki berbagai macam aplikasi di bidang non-makanan. Dikembangkan berdasarkan perekat protein kedelai, sejak tahun 1923, Johnson telah mengajukan paten untuk perekat protein kedelai.
Pada tahun 1930, perekat papan resin fenolik protein kedelai (DuPont Mass Division) tidak banyak digunakan karena kekuatan ikatan yang lemah dan biaya produksi yang tinggi.
Dalam beberapa dekade terakhir, karena perluasan pasar perekat, keasaman sumber daya minyak global dan polusi lingkungan telah menarik perhatian, yang membuat industri perekat mempertimbangkan kembali perekat alami baru, sehingga perekat protein kedelai sekali lagi menjadi pusat penelitian.
Perekat kedelai tidak beracun, tidak berbau, mudah digunakan, tetapi memiliki ketahanan air yang buruk. Penambahan 0,1%~1,0% (massa) zat pengikat silang seperti tiourea, karbon disulfida, trikarboksimetil sulfida, dll. dapat meningkatkan ketahanan air, dan membuat perekat untuk pengikatan kayu dan produksi kayu lapis.
Lem protein hewani: Lem hewani telah banyak digunakan dalam industri furnitur dan pengolahan kayu. Produk yang umum digunakan meliputi furnitur seperti kursi, meja, lemari, model, mainan, peralatan olahraga, dan dek.
Lem cair berbahan dasar hewan yang lebih baru dengan kandungan padatan 50-60% mencakup jenis pengeringan cepat dan pengeringan lambat, yang digunakan untuk merekatkan panel rangka lemari hardboard, perakitan rumah mobil, laminasi yang sulit, dan bahan termal lainnya yang lebih murah. Lem ini cocok untuk kebutuhan perekat skala kecil dan menengah.
Lem hewan adalah jenis perekat dasar yang digunakan dalam pita perekat. Pita ini dapat digunakan untuk kantong ritel ringan biasa maupun pita perekat tugas berat seperti untuk menyegel atau mengemas kotak serat padat dan kotak bergelombang untuk pengiriman di mana operasi mekanis yang cepat dan kekuatan ikatan tinggi yang tahan lama diperlukan.
Saat ini, jumlah lem tulang cukup banyak, dan lem kulit sering digunakan sendiri atau dikombinasikan dengan lem tulang. Menurut Coating Online, perekat yang digunakan umumnya diformulasikan dengan kandungan padat sekitar 50%, dan dapat dicampur dengan dekstrin sebesar 10% hingga 20% dari massa lem kering, serta sejumlah kecil zat pembasah, plasticizer, dan penghambat gel (bila diperlukan).
Perekat (60~63℃) biasanya dicampur dengan cat pada kertas alas, dan jumlah pengendapan padatan umumnya 25% dari massa dasar kertas. Pita perekat basah dapat dikeringkan di bawah tegangan dengan rol pemanas uap atau dengan pemanas udara langsung yang dapat disesuaikan.
Selain itu, aplikasi lem hewani meliputi pembuatan amplas dan kain kasa abrasif, pelapisan dan penguatan tekstil dan kertas, serta penjilidan buku dan majalah.
Perekat tanin
Tanin adalah senyawa organik yang mengandung gugus polifenol, yang banyak terdapat pada batang, kulit kayu, akar, daun, dan buah tanaman. Terutama diperoleh dari pengolahan kayu, yaitu dari sisa-sisa kulit kayu dan tanaman dengan kandungan tanin tinggi. Tanin, formaldehida, dan air dicampur dan dipanaskan untuk mendapatkan resin tanin, kemudian ditambahkan zat pengeras dan pengisi, dan perekat tanin diperoleh dengan pengadukan hingga merata.
Perekat tanin memiliki ketahanan yang baik terhadap penuaan akibat panas dan kelembapan, dan kinerja perekatannya pada kayu mirip dengan perekat fenolik. Perekat ini terutama digunakan untuk merekatkan kayu, dll.
perekat lignin
Lignin adalah salah satu komponen utama kayu, dan kandungannya mencapai sekitar 20-40% dari kayu, kedua setelah selulosa. Sulit untuk mengekstrak lignin langsung dari kayu, dan sumber utamanya adalah limbah cair pulp, yang sangat kaya akan sumber daya.
Lignin tidak digunakan sebagai perekat tunggal, tetapi sebagai perekat berupa polimer resin fenolik yang diperoleh melalui reaksi gugus fenolik lignin dan formaldehida. Untuk meningkatkan ketahanan terhadap air, lignin dapat digunakan dalam kombinasi dengan isopropana epoksi isosianat bermuatan cincin, fenol padat, resorsinol, dan senyawa lainnya. Perekat lignin terutama digunakan untuk merekatkan kayu lapis dan papan partikel. Namun, viskositasnya tinggi dan warnanya pekat, dan setelah dilakukan perbaikan, cakupan aplikasinya dapat diperluas.
Getah arab
Gum arab, juga dikenal sebagai getah akasia, adalah getah yang keluar dari pohon keluarga belalang liar. Dinamakan demikian karena produksinya yang melimpah di negara-negara Arab. Gum arab terutama terdiri dari polisakarida dengan berat molekul rendah dan glikoprotein akasia dengan berat molekul tinggi. Karena kelarutan gum arab yang baik dalam air, formulasinya sangat sederhana, tidak memerlukan panas maupun akselerator. Gum arab mengering sangat cepat. Dapat digunakan untuk merekatkan lensa optik, menempelkan perangko, menempelkan label merek dagang, merekatkan kemasan makanan, serta sebagai bahan pembantu pencetakan dan pewarnaan.
Perekat anorganik
Perekat yang diformulasikan dengan zat anorganik, seperti fosfat, sulfat, garam boron, oksida logam, dan lain-lain, disebut perekat anorganik. Karakteristiknya adalah:
(1) Tahan suhu tinggi, dapat menahan suhu 1000 ℃ atau lebih tinggi:
(2) Sifat anti-penuaan yang baik:
(3) Penyusutan kecil
(4) Sangat rapuh. Modulus elastisitasnya satu orde lebih tinggi daripada perekat organik:
(5) Ketahanan terhadap air, asam dan basa buruk.
Tahukah Anda? Perekat memiliki kegunaan lain selain untuk merekatkan.
Anti-korosi: Pipa uap kapal sebagian besar dilapisi dengan aluminium silikat dan asbes untuk mencapai isolasi termal, tetapi karena kebocoran atau pergantian suhu dingin dan panas, air kondensat dihasilkan, yang menumpuk di dinding luar pipa uap bagian bawah; dan pipa uap terpapar suhu tinggi dalam waktu lama, garam terlarut berperan sangat serius dalam korosi dinding luar.
Untuk tujuan ini, perekat seri kaca air dapat digunakan sebagai bahan pelapis pada lapisan dasar aluminium silikat untuk membentuk lapisan dengan struktur seperti enamel. Dalam instalasi mekanis, komponen sering kali dibaut. Paparan udara dalam jangka panjang pada perangkat yang dibaut dapat menyebabkan korosi celah. Dalam proses pengerjaan mekanis, terkadang baut menjadi longgar karena getaran yang hebat.
Untuk mengatasi masalah ini, komponen penghubung dapat direkatkan dengan perekat anorganik pada instalasi mekanis, kemudian dihubungkan dengan baut. Hal ini tidak hanya berperan sebagai penguat, tetapi juga berperan sebagai pencegah korosi.
Biomedis: Komposisi material biokeramik hidroksiapatit mendekati komponen anorganik tulang manusia, memiliki biokompatibilitas yang baik, dapat membentuk ikatan kimia yang kuat dengan tulang, dan merupakan material pengganti jaringan keras yang ideal.
Namun, modulus elastisitas umum implan HA yang disiapkan tinggi dan kekuatannya rendah, serta aktivitasnya tidak ideal. Perekat kaca fosfat dipilih, dan bubuk bahan baku HA diikat bersama pada suhu yang lebih rendah daripada suhu sintering tradisional melalui aksi perekat, sehingga mengurangi modulus elastisitas dan memastikan aktivitas material.
Cohesion Technologies Ltd. mengumumkan bahwa mereka telah mengembangkan perekat Coseal yang dapat digunakan untuk penempelan jantung dan telah berhasil digunakan secara klinis. Melalui penggunaan komparatif pada 21 kasus operasi jantung di Eropa, ditemukan bahwa penggunaan Coseal secara signifikan mengurangi adhesi bedah dibandingkan dengan metode lain. Studi klinis pendahuluan selanjutnya menunjukkan bahwa perekat Coseal memiliki potensi besar dalam operasi jantung, ginekologi, dan perut.
Penerapan perekat dalam bidang kedokteran dikenal sebagai titik pertumbuhan baru dalam industri perekat. Lem struktural terdiri dari resin epoksi atau poliester tak jenuh.
Dalam teknologi pertahanan: Kapal selam siluman adalah salah satu simbol modernisasi peralatan angkatan laut. Metode penting untuk membuat kapal selam siluman adalah dengan memasang ubin penyerap suara pada lambung kapal selam. Ubin penyerap suara adalah sejenis karet dengan sifat penyerap suara.
Untuk mewujudkan kombinasi yang kokoh antara ubin peredam suara dan pelat baja dinding kapal, diperlukan perekat. Digunakan di bidang militer: perawatan tank, perakitan kapal militer, pesawat pembom ringan militer, perekat lapisan pelindung termal hulu ledak rudal, pembuatan bahan kamuflase, anti-terorisme dan penanggulangan terorisme.
Luar biasa, bukan? Jangan hanya melihat perekat kecil kita ini, ada banyak pengetahuan di dalamnya.
Sifat fisik dan kimia utama dari perekat
Waktu operasi
Interval waktu maksimum antara pencampuran perekat dan pemasangan bagian-bagian yang akan direkatkan
Waktu pengeringan awal
Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kekuatan yang dapat dilepas memungkinkan kekuatan yang memadai untuk menangani ikatan, termasuk memindahkan bagian-bagian dari perlengkapan.
waktu pengeringan penuh
Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai sifat mekanik akhir setelah pencampuran perekat
masa penyimpanan
Dalam kondisi tertentu, perekat tersebut masih dapat mempertahankan sifat penanganannya dan waktu penyimpanan sesuai dengan kekuatan yang ditentukan.
kekuatan ikatan
Di bawah pengaruh gaya eksternal, tegangan yang dibutuhkan untuk membuat antarmuka antara perekat dan bahan yang direkatkan pada bagian perekat atau di sekitarnya rusak akan meningkat.
Kekuatan geser
Kekuatan geser mengacu pada gaya geser yang dapat ditahan oleh permukaan ikatan unit ketika bagian ikatan tersebut rusak, dan satuannya dinyatakan dalam MPa (N/mm2).
Kekuatan tarikan yang tidak merata
Beban maksimum yang dapat ditanggung sambungan ketika dikenai gaya tarik yang tidak merata, karena beban sebagian besar terkonsentrasi pada dua tepi atau satu tepi lapisan perekat, dan gaya tersebut per satuan panjang, bukan per satuan luas, dan satuannya adalah KN/m.
Kekuatan Tarik
Kekuatan tarik, juga dikenal sebagai kekuatan tarik seragam dan kekuatan tarik positif, mengacu pada gaya tarik per satuan luas ketika adhesi rusak akibat gaya, dan satuannya dinyatakan dalam MPa (N/mm2).
kekuatan pengelupasan
Kekuatan kupas adalah beban maksimum per satuan lebar yang dapat ditahan ketika bagian-bagian yang direkatkan dipisahkan dalam kondisi pengelupasan yang ditentukan, dan satuannya dinyatakan dalam KN/m.
Waktu posting: 25 April 2024