Gli adesivi naturali sono comunemente usati nelle nostre vite. A seconda delle diverse fonti, possono essere suddivisi in colle animali, colle vegetali e colle minerali. Le colle animali includono colla di pelle, colla d'ossa, gommalacca, colla di caseina, colla di albumina, colla di vescica di pesce, ecc.; le colle vegetali includono amido, destrina, colofonia, gomma arabica, gomma naturale, ecc.; le colle minerali includono cera minerale, asfalto. Grazie alle sue abbondanti fonti, al basso prezzo e alla bassa tossicità, sono ampiamente utilizzate nell'arredamento, nella legatoria, nell'imballaggio e nella lavorazione artigianale.
adesivo di amido
Con l'avvento dell'adesivo a base di amido nel XXI secolo, le sue buone prestazioni ambientali diventeranno una caratteristica fondamentale. L'amido è una risorsa naturale rinnovabile, atossica, innocua, economica, biodegradabile ed ecologica. È ampiamente utilizzato in vari settori industriali. Soprattutto negli ultimi anni, la tecnologia di produzione industriale di adesivi a livello mondiale si sta evolvendo verso il risparmio energetico, il basso costo, l'assenza di rischi, l'elevata viscosità e l'assenza di solventi.
In quanto prodotto ecologico per la protezione ambientale, l'adesivo d'amido ha attirato grande attenzione e interesse nel settore degli adesivi. Per quanto riguarda l'applicazione e lo sviluppo di adesivi d'amido, la prospettiva degli adesivi d'amido ossidati dall'amido di mais è promettente, e la ricerca e l'applicazione sono le più promettenti.
Di recente, l'amido come adesivo è stato utilizzato principalmente nella carta e nei prodotti di carta, come la sigillatura di cartoni e scatole di cartone, l'etichettatura, l'incollaggio di piani, l'incollaggio di buste, l'incollaggio di sacchetti di carta multistrato, ecc.
Di seguito vengono presentati alcuni dei più comuni adesivi a base di amido:
Adesivo di amido ossidato
Il gelatinizzante preparato dalla miscela di amido modificato a basso grado di polimerizzazione contenente un gruppo aldeidico e un gruppo carbossilico e acqua sotto l'azione di un ossidante mediante riscaldamento o gelatinizzazione a temperatura ambiente è un adesivo a base di amido caricato. Dopo l'ossidazione dell'amido, si forma un amido ossidato con solubilità in acqua, bagnabilità e adesività.
La quantità di ossidante è bassa, il grado di ossidazione è insufficiente, la quantità totale di nuovi gruppi funzionali generati dall'amido diminuisce, la viscosità dell'adesivo aumenta, la viscosità iniziale diminuisce, la fluidità è scarsa. Ciò ha una grande influenza sull'acidità, sulla trasparenza e sul contenuto di ossidrili dell'adesivo.
Con il prolungamento del tempo di reazione, il grado di ossidazione aumenta, il contenuto del gruppo carbossilico aumenta e la viscosità del prodotto diminuisce gradualmente, ma la trasparenza migliora sempre di più.
Adesivo di amido esterificato
Gli adesivi a base di amido esterificato sono adesivi a base di amido non degradabili, che conferiscono all'amido nuovi gruppi funzionali attraverso la reazione di esterificazione tra i gruppi ossidrilici delle molecole di amido e altre sostanze, migliorando così le prestazioni degli adesivi a base di amido. Grazie alla reticolazione parziale dell'amido esterificato, la viscosità aumenta, la stabilità allo stoccaggio è migliore, le proprietà anti-umidità e antivirali sono migliorate e lo strato adesivo può resistere ad azioni alte, basse e alternate.
Adesivo di amido innestato
L'innesto dell'amido consiste nell'utilizzare metodi fisici e chimici per far sì che la catena molecolare dell'amido generi radicali liberi e, quando incontra monomeri polimerici, si forma una reazione a catena. Una catena laterale composta da monomeri polimerici viene generata sulla catena principale dell'amido.
Sfruttando la caratteristica che sia le molecole di polietilene che quelle di amido presentano gruppi idrossilici, si possono formare legami idrogeno tra le molecole di alcol polivinilico e di amido, che svolgono il ruolo di "innesto" tra le molecole di alcol polivinilico e di amido, in modo che l'adesivo di amido ottenuto abbia maggiori proprietà di adesività, fluidità e antigelo.
Poiché l'adesivo a base di amido è un adesivo polimerico naturale, è economico, atossico, insapore e non inquinante per l'ambiente, motivo per cui è stato ampiamente studiato e applicato. Recentemente, gli adesivi a base di amido sono utilizzati principalmente in carta, tessuti di cotone, buste, etichette e cartone ondulato.
adesivo di cellulosa
I derivati dell'etere di cellulosa utilizzati come adesivi includono principalmente metilcellulosa, etilcellulosa, idrossietilcellulosa, carbossimetilcellulosa e altra etilcellulosa (EC): è un etere alchilico di cellulosa non ionico, termoplastico e insolubile in acqua.
Presenta una buona stabilità chimica, un'elevata resistenza agli alcali, un eccellente isolamento elettrico e una buona reologia meccanica, e possiede le caratteristiche di resistenza e flessibilità sia ad alte che a basse temperature. È facilmente compatibile con cere, resine, plastificanti, ecc., come carta, gomma, cuoio e adesivi per tessuti.
Metilcellulosa (CMC): etere ionico di cellulosa. Nell'industria tessile, la CMC viene spesso utilizzata in sostituzione dell'amido di alta qualità come agente di appretto per i tessuti. I tessuti rivestiti con CMC possono aumentarne la morbidezza e migliorarne notevolmente le proprietà di stampa e tintura. Nell'industria alimentare, una varietà di gelati alla crema addizionati con CMC presenta una buona stabilità di forma, è facile da colorare e non si ammorbidisce facilmente. Come adesivo, viene utilizzato per realizzare pinze, scatole di carta, sacchetti di carta, carta da parati e legno artificiale.
estere di cellulosaDerivati: principalmente nitrocellulosa e acetato di cellulosa. Nitrocellulosa: nota anche come nitrato di cellulosa, il suo contenuto di azoto è generalmente compreso tra il 10% e il 14% a causa di diversi gradi di esterificazione.
L'alto contenuto è comunemente noto come cotone ignifugo, utilizzato nella produzione di polvere da sparo colloidale e senza fumo. Il basso contenuto è comunemente noto come collodio. È insolubile in acqua, ma solubile in un solvente misto di alcol etilico ed etere, e la soluzione è il collodio. Poiché il solvente collodiale evapora e forma una pellicola resistente, viene spesso utilizzato per le chiusure di bottiglie, la protezione delle ferite e la prima celluloide plastica della storia.
Aggiungendo una quantità adeguata di resina alchidica come modificatore e una quantità adeguata di canfora come agente indurente, si ottiene un adesivo alla nitrocellulosa, spesso utilizzato per incollare carta, stoffa, pelle, vetro, metallo e ceramica.
Acetato di cellulosa: noto anche come acetato di cellulosa. In presenza di un catalizzatore a base di acido solforico, la cellulosa viene acetata con una miscela di acido acetico ed etanolo, quindi si aggiunge acido acetico diluito per idrolizzare il prodotto fino al grado di esterificazione desiderato.
Rispetto alla nitrocellulosa, l'acetato di cellulosa può essere utilizzato per formulare adesivi a base solvente per incollare prodotti in plastica come occhiali e giocattoli. Rispetto al nitrato di cellulosa, presenta un'eccellente resistenza alla viscosità e durata, ma presenta una scarsa resistenza agli acidi, all'umidità e agli agenti atmosferici.
colla proteica
L'adesivo proteico è un tipo di adesivo naturale la cui materia prima principale è costituita da sostanze proteiche. Gli adesivi possono essere prodotti a partire da proteine animali e vegetali. A seconda della proteina utilizzata, si distinguono in proteine animali (colla di fen, gelatina, colla proteica complessa e albumina) e proteine vegetali (farina di fagioli, ecc.). Generalmente presentano un'elevata tensione di adesione una volta asciutti e vengono utilizzati nella produzione di mobili e prodotti in legno. Tuttavia, la loro scarsa resistenza al calore e all'acqua, caratteristiche che rendono gli adesivi a base di proteine animali più importanti.
Colla proteica di soia: le proteine vegetali non sono solo un'importante materia prima alimentare, ma trovano anche una vasta gamma di applicazioni in settori non alimentari. Sviluppata a partire da colle proteiche di soia, già nel 1923 Johnson ne aveva richiesto il brevetto.
Nel 1930, l'adesivo per pannelli a base di resina fenolica proteica di soia (DuPont Mass Division) non era molto diffuso a causa della scarsa forza di adesione e degli elevati costi di produzione.
Negli ultimi decenni, a causa dell'espansione del mercato degli adesivi, l'acidità delle risorse petrolifere globali e l'inquinamento ambientale hanno attirato l'attenzione, spingendo l'industria degli adesivi a riconsiderare i nuovi adesivi naturali, con il risultato che gli adesivi proteici della soia sono tornati a essere un punto caldo della ricerca.
L'adesivo di soia è atossico, insapore, facile da usare, ma ha una scarsa resistenza all'acqua. L'aggiunta di 0,1%~1,0% (in massa) di agenti reticolanti come tiourea, disolfuro di carbonio, tricarbossimetilsolfuro, ecc. può migliorare la resistenza all'acqua e creare adesivi per l'incollaggio del legno e la produzione di compensato.
Colle proteiche animali: le colle animali sono ampiamente utilizzate nell'industria del mobile e della lavorazione del legno. Tra i prodotti più comunemente utilizzati figurano mobili come sedie, tavoli, armadi, modellini, giocattoli, articoli sportivi e decker.
Le colle liquide animali più recenti con un contenuto di solidi del 50-60% includono tipi a polimerizzazione rapida e lenta, utilizzati per l'incollaggio di pannelli di telai di mobili in legno, assemblaggio di case mobili, laminati difficili e altri adesivi termici meno costosi. Adesivi di piccole e medie dimensioni richiedono spessori di colla.
La colla animale è un tipo di adesivo di base utilizzato nei nastri adesivi. Questi nastri possono essere utilizzati sia per le comuni buste leggere per la vendita al dettaglio, sia per nastri ad alta resistenza, come la sigillatura o l'imballaggio di scatole in fibra solida e cartone ondulato per spedizioni in cui sono richieste operazioni meccaniche rapide e un'elevata resistenza adesiva di lunga durata.
Al momento, la quantità di colla ossea è elevata e la colla cutanea viene spesso utilizzata da sola o in combinazione con la colla ossea. Secondo Coating Online, l'adesivo utilizzato è generalmente formulato con un contenuto solido di circa il 50% e può essere miscelato con destrina in una percentuale compresa tra il 10% e il 20% della massa di colla secca, oltre a una piccola quantità di agente bagnante, plastificante e inibitore di gelificazione (quando necessario).
L'adesivo (60~63°C) viene solitamente miscelato con la vernice sulla carta di supporto e la quantità di solido depositata è generalmente pari al 25% della massa della carta di supporto. Il nastro bagnato può essere asciugato sotto tensione con rulli riscaldati a vapore o con riscaldatori ad aria diretta regolabili.
Inoltre, le applicazioni della colla animale includono la fabbricazione di carta vetrata e di abrasivi in garza, l'appretto e il rivestimento di tessuti e carta e la rilegatura di libri e riviste.
Adesivo al tannino
Il tannino è un composto organico contenente gruppi polifenolici, ampiamente presente nel fusto, nella corteccia, nelle radici, nelle foglie e nei frutti delle piante. Si ottiene principalmente da scarti di lavorazione del legno, cortecce e piante ad alto contenuto di tannino. Il tannino, la formaldeide e l'acqua vengono miscelati e riscaldati per ottenere la resina tannica, quindi vengono aggiunti l'agente indurente e il riempitivo, e mescolando uniformemente si ottiene l'adesivo tannico.
L'adesivo al tannino ha una buona resistenza all'invecchiamento dovuto al calore e all'umidità, e le prestazioni di incollaggio del legno sono simili a quelle dell'adesivo fenolico. Viene utilizzato principalmente per l'incollaggio di legno, ecc.
adesivo di lignina
La lignina è uno dei componenti principali del legno e il suo contenuto rappresenta circa il 20-40% del legno, seconda solo alla cellulosa. È difficile estrarre la lignina direttamente dal legno e la fonte principale è il liquido di scarto della cellulosa, estremamente ricco di risorse.
La lignina non viene utilizzata da sola come adesivo, bensì come polimero di resina fenolica ottenuto dall'azione del gruppo fenolico della lignina e della formaldeide. Per migliorare la resistenza all'acqua, può essere utilizzata in combinazione con isocianato epossidico isopropilico caricato ad anello, fenolo, resorcinolo e altri composti. Gli adesivi a base di lignina sono utilizzati principalmente per l'incollaggio di compensato e truciolato. Tuttavia, la sua elevata viscosità e il colore intenso ne consentono un'ampia applicazione dopo un'adeguata ottimizzazione.
gomma arabica
La gomma arabica, nota anche come gomma d'acacia, è un essudato derivato dalla famiglia delle robinie selvatiche. Deve il suo nome alla sua prolifica produzione nei paesi arabi. La gomma arabica è composta principalmente da polisaccaridi a basso peso molecolare e glicoproteine di acacia a peso molecolare più elevato. Grazie alla buona solubilità in acqua della gomma arabica, la sua formulazione è molto semplice e non richiede né calore né acceleratori. La gomma arabica asciuga molto rapidamente. Può essere utilizzata per incollare lenti ottiche, timbri, etichette di marchi, imballaggi alimentari e ausiliari per stampa e tintura.
adesivo inorganico
Gli adesivi formulati con sostanze inorganiche, come fosfati, solfati, sali di boro, ossidi metallici, ecc., sono chiamati adesivi inorganici. Le loro caratteristiche sono:
(1) Resistenza alle alte temperature, può sopportare temperature di 1000 ℃ o superiori:
(2) Buone proprietà anti-invecchiamento:
(3) Piccolo restringimento
(4) Grande fragilità. Il modulo elastico è di un ordine di grandezza superiore a quello degli adesivi organici:
(5) La resistenza all'acqua, agli acidi e agli alcali è scarsa.
Lo sapevi? Gli adesivi hanno altri usi oltre a quello di incollare.
Anticorrosione: i tubi del vapore delle navi sono per lo più ricoperti di silicato di alluminio e amianto per ottenere l'isolamento termico, ma a causa delle perdite o dell'alternanza di freddo e caldo, viene generata acqua di condensa, che si accumula sulla parete esterna dei tubi del vapore inferiori; e i tubi del vapore sono esposti ad alte temperature per lungo tempo, sali solubili Il ruolo della corrosione della parete esterna è molto serio.
A tal fine, gli adesivi della serie "caolino solubile" possono essere utilizzati come materiali di rivestimento sullo strato inferiore di silicato di alluminio per formare un rivestimento con una struttura simile allo smalto. Nell'installazione meccanica, i componenti sono spesso imbullonati. L'esposizione prolungata all'aria dei dispositivi imbullonati può causare corrosione interstiziale. Durante il lavoro meccanico, a volte i bulloni si allentano a causa di forti vibrazioni.
Per risolvere questo problema, i componenti di collegamento possono essere incollati con adesivi inorganici durante l'installazione meccanica e poi fissati con bulloni. Questo può svolgere un ruolo non solo di rinforzo, ma anche di protezione dalla corrosione.
Biomedico: la composizione del materiale bioceramico di idrossiapatite è simile a quella del componente inorganico dell'osso umano, ha una buona biocompatibilità, può formare un forte legame chimico con l'osso ed è un materiale ideale per la sostituzione dei tessuti duri.
Tuttavia, il modulo elastico generale degli impianti di HA preparati è elevato, la resistenza è bassa e l'attività non è ideale. Viene selezionato un adesivo a base di vetro fosfato e la polvere di materia prima di HA viene legata a una temperatura inferiore rispetto alla tradizionale temperatura di sinterizzazione attraverso l'azione dell'adesivo, riducendo così il modulo elastico e garantendo l'attività del materiale.
Cohesion Technologies Ltd. ha annunciato di aver sviluppato un sigillante Coseal, utilizzabile per l'adesione cardiaca e clinicamente testato con successo. Attraverso l'analisi comparativa di 21 casi di chirurgia cardiaca in Europa, è emerso che l'uso del sigillante Coseal ha ridotto significativamente le aderenze chirurgiche rispetto ad altri metodi. Successivi studi clinici preliminari hanno dimostrato che il sigillante Coseal ha un grande potenziale in chirurgia cardiaca, ginecologica e addominale.
L'applicazione degli adesivi in medicina è nota come una nuova frontiera nel settore degli adesivi. Colla strutturale composta da resina epossidica o poliestere insaturo.
Nella tecnologia della difesa: i sottomarini stealth sono uno dei simboli della modernizzazione delle attrezzature navali. Un metodo importante per la stealth dei sottomarini è la posa di pannelli fonoassorbenti sullo scafo del sottomarino. I pannelli fonoassorbenti sono un tipo di gomma con proprietà fonoassorbenti.
Per realizzare una solida combinazione tra la piastra del silenziatore e la lamiera d'acciaio della parete dell'imbarcazione, è necessario affidarsi all'adesivo. Utilizzato in ambito militare: manutenzione di carri armati, assemblaggio di imbarcazioni militari, bombardieri leggeri di aerei militari, incollaggio di strati di protezione termica per testate missilistiche, preparazione di materiali mimetici, antiterrorismo e antiterrorismo.
È incredibile? Non guardare il nostro piccolo adesivo, contiene un sacco di informazioni.
Le principali proprietà fisiche e chimiche dell'adesivo
Tempo di operazione
Intervallo di tempo massimo tra la miscelazione dell'adesivo e l'accoppiamento delle parti da incollare
Tempo di polimerizzazione iniziale
Il tempo necessario per ottenere una resistenza rimovibile consente una resistenza adeguata per la gestione dei legami, comprese le parti mobili degli apparecchi
tempo di polimerizzazione completo
Tempo necessario per raggiungere le proprietà meccaniche finali dopo la miscelazione dell'adesivo
periodo di conservazione
In determinate condizioni, l'adesivo può comunque mantenere le sue proprietà di manipolazione e il tempo di conservazione della forza specificata
forza di legame
Sotto l'azione di una forza esterna, lo stress necessario per far sì che l'interfaccia tra l'adesivo e l'aderente nella parte adesiva si rompa o nelle sue vicinanze
Resistenza al taglio
La resistenza al taglio si riferisce alla forza di taglio che la superficie di legame dell'unità può sopportare quando la parte di legame è danneggiata e la sua unità è espressa in MPa (N/mm2)
Forza di strappo non uniforme
Il carico massimo che il giunto può sopportare quando sottoposto a una forza di strappo non uniforme, perché il carico è concentrato principalmente su due bordi o su un bordo dello strato adesivo e la forza è per unità di lunghezza piuttosto che per unità di area e l'unità è KN/m
Resistenza alla trazione
La resistenza alla trazione, nota anche come resistenza allo strappo uniforme e resistenza alla trazione positiva, si riferisce alla forza di trazione per unità di area quando l'adesione viene danneggiata dalla forza e l'unità è espressa in MPa (N/mm2).
resistenza al pelapatate
La resistenza al pelapatate è il carico massimo per unità di larghezza che può sopportare quando le parti incollate vengono separate nelle condizioni di pelatura specificate e la sua unità è espressa in KN/m
Data di pubblicazione: 25 aprile 2024