ניתוח קצר של הסוגים והתכונות הפיזיקליות והכימיות העיקריות של דבקים

דבקים טבעיים הם דבקים נפוצים בחיינו. על פי מקורות שונים, ניתן לחלק אותם לדבק מן החי, דבק צמחי ודבק מינרלי. דבק מן החי כולל דבק עור, דבק עצמות, שלאק, דבק קזאין, דבק אלבומין, דבק שלפוחית ​​דגים וכו'; דבק צמחי כולל עמילן, דקסטרין, רוזין, גומי ערבי, גומי טבעי וכו'; דבק מינרלי כולל שעווה מינרלית, אספלט. בשל מקורותיו הרבים, מחירו הנמוך ורעילותו הנמוכה, הוא נמצא בשימוש נרחב ברהיטים, כריכת ספרים, אריזה ועיבוד מלאכת יד.

דבק עמילן

לאחר כניסת דבק העמילן למאה ה-21, הביצועים הסביבתיים הטובים של החומר יהפכו למאפיין מרכזי של החומר החדש. עמילן הוא משאב טבעי מתחדש שאינו רעיל, לא מזיק, זול, מתכלה ביולוגית וידידותי לסביבה. הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות שונות. במיוחד בשנים האחרונות, טכנולוגיית הייצור התעשייתי של דבקים בעולם מתפתחת לכיוון חיסכון באנרגיה, עלות נמוכה, חוסר נזק, צמיגות גבוהה וללא שימוש בממס.

כסוג של מוצר ירוק להגנת הסביבה, דבק עמילן משך תשומת לב רבה בתעשיית הדבקים. בכל הנוגע ליישום ופיתוח של דבקי עמילן, הסיכוי של דבקי עמילן מחומצנים על ידי עמילן תירס הוא מבטיח, והמחקר והיישום הם הטובים ביותר.

לאחרונה, עמילן כדבק משמש בעיקר בנייר ומוצרי נייר, כגון איטום קרטונים וקרטונים, תיוג, הדבקה במישור, הדבקת מעטפות, דבקת שקיות נייר רב שכבתיות וכו'.

להלן מספר דבקי עמילן נפוצים:

דבק עמילן מחומצן

הג'לטיניזטור המוכן מתערובת של עמילן מעובד בעל דרגת פילמור נמוכה המכיל קבוצת אלדהיד וקבוצת קרבוקסיל ומים תחת פעולת מחמצן על ידי חימום או ג'לטיניזציה בטמפרטורת החדר הוא דבק עמילן עמילן. לאחר חמצון העמילן, נוצר עמילן מחומצן בעל מסיסות במים, יכולת רטיבות ויכולת הדבקה.

כמות המחמצן קטנה, דרגת החמצון אינה מספקת, הכמות הכוללת של קבוצות פונקציונליות חדשות שנוצרות על ידי עמילן יורדת, צמיגות הדבק עולה, הצמיגות ההתחלתית יורדת, והנזילות ירודה. יש לכך השפעה רבה על חומציות, שקיפות ותכולת ההידרוקסיל של הדבק.

עם הארכת זמן התגובה, דרגת החמצון עולה, תכולת קבוצת הקרבוקסיל עולה, וצמיגות המוצר יורדת בהדרגה, אך השקיפות משתפרת.

דבק עמילן אסטרי

דבקי עמילן אסטריפי הם דבקי עמילן שאינם מתכלים, המעניקים לעמילן קבוצות פונקציונליות חדשות באמצעות תגובת אסטריפיקציה בין קבוצות ההידרוקסיל של מולקולות עמילן וחומרים אחרים, ובכך משפרים את ביצועי דבקי העמילן. עקב קישור חלקי של עמילן אסטרי, הצמיגות עולה, יציבות האחסון טובה יותר, תכונות העמידות בפני לחות ואנטי-וירוס משתפרות, ושכבת הדבק יכולה לעמוד בפעולות גבוהות ונמוכות ולחלופין.

דבק עמילן מורכב

השתלת עמילן היא שימוש בשיטות פיזיקליות וכימיות כדי לגרום לשרשרת מולקולרית של עמילן לייצר רדיקלים חופשיים, וכאשר נתקלים במונומרים פולימריים, נוצרת תגובת שרשרת. שרשרת צד המורכבת ממונומרים פולימריים נוצרת על השרשרת הראשית של העמילן.

תוך ניצול התכונה שלמולקולות פוליאתילן ועמילן כאחד, ישנן קבוצות הידרוקסיל, ניתן ליצור קשרי מימן בין מולקולות פוליוויניל אלכוהול למולקולות עמילן, אשר ממלאים את תפקיד ה"השתלה" בין מולקולות פוליוויניל אלכוהול למולקולות עמילן, כך שלדבק העמילן המתקבל יש תכונות הדבקה, נוזליות והתנגדות קיפאון טובות יותר.

מכיוון שדבק עמילן הוא דבק פולימרי טבעי, מחירו נמוך, אינו רעיל וחסר טעם, ואינו מזהם את הסביבה, ולכן הוא נחקר ויושם בהרחבה. לאחרונה, דבקי עמילן משמשים בעיקר בנייר, בדי כותנה, מעטפות, תוויות וקרטון גלי.

דבק תאית

נגזרות של אתר תאית המשמשות כדבקים כוללות בעיקר מתיל תאית, אתיל תאית, הידרוקסי-אתיל תאית, קרבוקסימתיל תאית ואתיל תאית (EC) אחרת: הוא אתר אלקיל תאית לא יוני, תרמופלסטי, בלתי מסיס במים.

יש לו יציבות כימית טובה, עמידות חזקה בפני אלקליות, בידוד חשמלי וריולוגיה מכנית מצוינים, ויש לו את המאפיינים של שמירה על חוזק וגמישות בטמפרטורות גבוהות ונמוכות. הוא תואם בקלות עם שעווה, שרף, פלסטייזרים וכו', כמו נייר, גומי, עור, דבקים לבדים.

מתיל תאית (CMC)אתר תאית יונית. בתעשיית הטקסטיל, CMC משמש לעתים קרובות כתחליף עמילן איכותי כחומר דבק לבדים. טקסטיל מצופה ב-CMC יכול להגביר את הרכות ולשפר מאוד את תכונות ההדפסה והצביעה. בתעשיית המזון, מגוון גלידות שמנת המוסיפות להן CMC הן בעלות יציבות צורה טובה, קלות לצביעה ואינן קלות לריכוך. כדבק, הוא משמש לייצור מלקחיים, קופסאות נייר, שקיות נייר, טפטים ועץ מלאכותי.

אסטר תאיתנגזרות: בעיקר ניטרוצלולוז ותאית אצטט. ניטרוצלולוז: ידוע גם בשם ניטרט תאית, תכולת החנקן שלו היא בדרך כלל בין 10% ל-14% עקב דרגות שונות של אסטריפיקציה.

התכולה הגבוהה ידועה בכינויה כותנה אש, אשר שימשה לייצור אבק שריפה ללא עשן וקולואידי. התכולה הנמוכה ידועה בכינויה קולודיון. הוא אינו מסיס במים, אך מסיס בממס מעורב של אלכוהול אתילי ואתר, והתמיסה היא קולודיון. מכיוון שממס הקולודיון מתאדה ויוצר שכבה קשה, הוא משמש לעתים קרובות לסגירת בקבוקים, הגנה על פצעים והצלולואיד הפלסטי הראשון בהיסטוריה.

אם מוסיפים כמות מתאימה של שרף אלקיד כחומר משנה ומשתמשים בכמות מתאימה של קמפור כחומר הקשחה, הוא הופך לדבק ניטרוצלולוזה, המשמש לעתים קרובות להדבקת נייר, בד, עור, זכוכית, מתכת וקרמיקה.

תאית אצטט: ידוע גם בשם תאית אצטט. בנוכחות זרז חומצה גופרתית, תאית עוברת אצטט עם תערובת של חומצה אצטית ואתנול, ולאחר מכן מוסיפים חומצה אצטית מדוללת כדי לבצע הידרוליזה של המוצר לדרגת האסטריפיקציה הרצויה.

בהשוואה לניטרוסצלולוז, ניתן להשתמש בצלולוז אצטט ליצירת דבקים מבוססי ממס להדבקת מוצרי פלסטיק כגון משקפיים וצעצועים. בהשוואה לצלולוז חנקתי, יש לו עמידות מצוינת לצמיגות ועמידות, אך עמידות נמוכה לחומצה, לחות ועמידות לפגעי מזג אוויר.

דבק חלבון

דבק חלבון הוא סוג של דבק טבעי עם חומרים המכילים חלבון כחומר הגלם העיקרי. דבקים יכולים להיות מיוצרים מחלבון מן החי וחלבון צמחי. בהתאם לחלבון בו נעשה שימוש, הם מחולקים לחלבון מן החי (דבק פן, ג'לטין, דבק חלבון מורכב ואלבומין) וחלבון צמחי (גאם שעועית וכו'). בדרך כלל יש להם מתח הדבקה גבוה כשהם יבשים והם משמשים בייצור רהיטים וייצור מוצרי עץ. עם זאת, עמידות החום והעמידות למים שלהם ירודות, כאשר דבקים מחלבון מן החי חשובים יותר.

דבק חלבון סויה: חלבון צמחי אינו רק חומר גלם חשוב למזון, אלא גם בעל מגוון רחב של יישומים בתחומים שאינם מזון. ג'ונסון, שפותח על דבקי חלבון סויה, הגיש בקשה לפטנט על דבקי חלבון סויה כבר בשנת 1923.

בשנת 1930, דבק לוחות שרף פנולי מחלבון סויה (DuPont Mass Division) לא היה בשימוש נרחב עקב חוזק הדבקה חלש ועלות ייצור גבוהה.

בעשורים האחרונים, עקב התרחבות שוק הדבקים, חומציות משאבי הנפט העולמיים וזיהום הסביבה משכו תשומת לב, מה שגרם לתעשיית הדבקים לשקול מחדש דבקים טבעיים חדשים, וכתוצאה מכך דבקי חלבון סויה הפכו שוב למוקד מחקר.

דבק סויה אינו רעיל, חסר טעם, קל לשימוש, אך עמידותו נמוכה במים. הוספת 0.1%~1.0% (מסה) של חומרי קישור צולבים כגון תיאוריאה, פחמן דיסולפיד, טריקרבוקסימתיל סולפיד וכו' יכולה לשפר את עמידות המים, וליצור דבקים להדבקת עץ וייצור דיקט.

דבקים מחלבון מן החי: דבקים מחלבון מן החי נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות הרהיטים ועיבוד העץ. מוצרים נפוצים כוללים רהיטים כגון כיסאות, שולחנות, ארונות, דגמים, צעצועים, ציוד ספורט ודקים.

דבקים נוזליים חדשים יותר של בעלי חיים עם תכולת מוצקים של 50-60% כוללים סוגים בעלי התקשות מהירה ותקשות איטית, המשמשים להדבקת לוחות שלד של ארונות לוח קשיח, הרכבת בתים ניידים, למינציות קשות ודבקים תרמיים זולים אחרים. דבקים קטנים ובינוניים דורשים זמני דבק.

דבק מן החי הוא סוג בסיסי של דבק המשמש בסרטי הדבקה. סרטים אלה יכולים לשמש לשקיות קמעונאיות קלות נפוצות, כמו גם לסרטים כבדים, כגון איטום או אריזה של קופסאות גליות וסיבים מוצקים למשלוחים בהם נדרשות פעולות מכניות מהירות וחוזק הדבקה גבוה לאורך זמן.

בשלב זה, כמות דבק העצם גדולה, ודבק העור משמש לעתים קרובות לבד או בשילוב עם דבק העצם. על פי Coating Online, הדבק המשמש מנוסח בדרך כלל עם תכולת מוצקים של כ-50%, וניתן לערבב אותו עם דקסטרין בריכוז של 10% עד 20% ממסת הדבק היבשה, כמו גם כמות קטנה של חומר הרטבה, פלסטייזר, מעכב ג'ל (במידת הצורך).

דבק (60~63°C) מעורבב בדרך כלל עם צבע על נייר הגיבוי, וכמות המוצק המוצק היא בדרך כלל 25% ממסת בסיס הנייר. ניתן לייבש סרט רטוב תחת מתח בעזרת גלילים המחוממים בקיטור או בעזרת מחממי אוויר ישירים מתכווננים.

בנוסף, שימושים בדבק לבעלי חיים כוללים ייצור נייר זכוכית וחומרי שיוף גזה, ציפוי וגודל של טקסטיל ונייר, וכריכת ספרים ומגזינים.

דבק טאנין

טאנין הוא תרכובת אורגנית המכילה קבוצות פוליפנוליות, הנמצאת באופן נרחב בגבעול, קליפה, שורשים, עלים ופירות של צמחים. מגיע בעיקר משאריות קליפה מעיבוד עץ וצמחים בעלי תכולת טאנין גבוהה. הטאנין, הפורמלדהיד והמים מעורבבים ומחוממים לקבלת שרף טאנין, לאחר מכן מוסיפים את חומר הריפוי והמילוי, ודבק הטאנין מתקבל על ידי ערבוב אחיד.

לדבק טאנין עמידות טובה בפני הזדקנות בחום ולחות, וביצועי הדבקת עץ דומים לאלה של דבק פנולי. הוא משמש בעיקר להדבקת עץ וכו'.

דבק ליגנין

ליגנין הוא אחד המרכיבים העיקריים של עץ, ותכולתו מהווה כ-20-40% מהעץ, שני רק לתאית. קשה להפיק ליגנין ישירות מעץ, והמקור העיקרי הוא נוזלי פסולת עיסת עץ, העשיר ביותר במשאבים.

ליגנין אינו משמש כדבק בלבד, אלא כפולימר שרף פנולי המתקבל מפעולת הקבוצה הפנולית של ליגנין ופורמלדהיד כדבק. על מנת לשפר את עמידות המים, ניתן להשתמש בו בשילוב עם איזוציאנט אפוקסי איזופרופן טעון טבעת, פנול טיפש, רזורצינול ותרכובות אחרות. דבקי ליגנין משמשים בעיקר להדבקת דיקט ולוחות חלקיקים. עם זאת, צמיגותו גבוהה והצבע עמוק, ולאחר שיפור ניתן להרחיב את היקף היישום.

מסטיק ערבי

גומי ערבי, המכונה גם גומי שיטה, הוא תפרשות ממשפחת הארבה הבר. שמו ניתן לו בשל ייצורו הפורה במדינות ערב. גומי ערבי מורכב בעיקר מפוליסכרידים בעלי משקל מולקולרי נמוך וגליקופרוטאינים בעלי משקל מולקולרי גבוה יותר של שיטה. בשל מסיסותו הטובה במים של גומי ערבי, הניסוח פשוט מאוד, ואינו דורש חום או מאיצים. גומי ערבי מתייבש מהר מאוד. ניתן להשתמש בו להדבקת עדשות אופטיות, הדבקת חותמות, הדבקת תוויות סימנים מסחריים, הדבקת אריזות מזון וחומרי עזר להדפסה וצביעה.

דבק אנאורגני

דבקים המנוסחים עם חומרים אנאורגניים, כגון פוספטים, פוספטים, סולפטים, מלחי בורון, תחמוצות מתכת וכו', נקראים דבקים אנאורגניים. מאפייניהם:

(1) עמידות בטמפרטורה גבוהה, יכולה לעמוד בטמפרטורה של 1000 ℃ או גבוהה יותר:
(2) תכונות אנטי אייג'ינג טובות:
(3) הצטמקות קטנה
(4) שבירות רבה. מודול האלסטיות גבוה בסדר גודל של רגל מזה של דבקים אורגניים:
(5) עמידות למים, חומצה ובסיס ירודה.

אתה יודע? לדבקים יש שימושים נוספים מלבד הדבקה.

נגד קורוזיה: צינורות הקיטור של ספינות מכוסים בעיקר באלומיניום סיליקט ואזבסט כדי להשיג בידוד תרמי, אך עקב דליפה או לסירוגין קור וחום, נוצרים מי עיבוי, המצטברים על הדופן החיצונית של צינורות הקיטור התחתונים; וצינורות הקיטור נחשפים לטמפרטורה גבוהה במשך זמן רב, מלחים מסיסים התפקיד של קורוזיה בדופן החיצונית הוא חמור מאוד.

לשם כך, ניתן להשתמש בדבקי סדרת זכוכית מים כחומרי ציפוי על השכבה התחתונה של סיליקט אלומיניום ליצירת ציפוי בעל מבנה דמוי אמייל. בהתקנה מכנית, רכיבים מחוברים לעיתים קרובות עם ברגים. חשיפה ממושכת לאוויר עבור התקנים עם ברגים עלולה לגרום לקורוזיה בסדקים. בתהליך העבודה המכנית, לעיתים הברגים משתחררים עקב רעידות חזקות.

כדי לפתור בעיה זו, ניתן לחבר את רכיבי החיבור באמצעות דבקים אנאורגניים בהתקנה מכנית, ולאחר מכן לחבר אותם באמצעות ברגים. זה יכול לא רק למלא תפקיד בחיזוק, אלא גם במניעת קורוזיה.

ביו-רפואי: הרכב החומר הביו-קרמי הידרוקסיאפטיט קרוב לרכיב האנאורגני של עצם אנושית, בעל תאימות ביולוגית טובה, יכול ליצור קשר כימי חזק עם עצם, והוא חומר אידיאלי להחלפת רקמות קשות.

עם זאת, מודול האלסטיות הכללי של שתלי HA שהוכנו גבוה והחוזק נמוך, והפעילות אינה אידיאלית. נבחר דבק זכוכית פוספט, ואבקת חומר הגלם של HA מודבקת יחד בטמפרטורה נמוכה יותר מטמפרטורת הסינטר המסורתית באמצעות פעולת הדבק, ובכך מפחיתים את מודול האלסטיות ומבטיחים את פעילות החומר.

חברת Cohesion Technologies Ltd. הודיעה כי פיתחה חומר איטום Coseal שניתן להשתמש בו להדבקת לב וכבר נעשה בו שימוש קליני בהצלחה. באמצעות שימוש השוואתי ב-21 מקרים של ניתוחי לב באירופה, נמצא כי השימוש בניתוח Coseal הפחית משמעותית הידבקויות כירורגיות בהשוואה לשיטות אחרות. מחקרים קליניים ראשוניים לאחר מכן הראו כי לחומר איטום Coseal פוטנציאל גדול בניתוחי לב, גינקולוגיה ובטן.

השימוש בדבקים ברפואה ידוע כנקודת צמיחה חדשה בתעשיית הדבקים. דבק מבני המורכב משרף אפוקסי או פוליאסטר בלתי רווי.

בטכנולוגיית ההגנה: צוללות חמקניות הן אחד מסמלי המודרניזציה של הציוד הימי. שיטה חשובה של חמקנות צוללות היא הנחת אריחים סופגי קול על מעטפת הצוללת. אריחי הסופגים הם סוג של גומי בעל תכונות סופגות קול.

על מנת לממש את השילוב היציב של אריח משתיק הקול ולוח הפלדה של דופן הסירה, יש להסתמך על דבק. בשימוש בתחום הצבאי: תחזוקת טנקים, הרכבת סירות צבאיות, מפציצים קלים של מטוסים צבאיים, הדבקת שכבות הגנה תרמית של ראשי נפץ של טילים, הכנת חומרי הסוואה, לוחמה בטרור ומלחמה בטרור.

זה מדהים? אל תסתכלו על הדבק הקטן שלנו, יש בו הרבה ידע.

התכונות הפיזיקליות והכימיות העיקריות של הדבק

זמן פעולה

מרווח זמן מקסימלי בין ערבוב הדבק לבין זיווג החלקים המיועדים להדבקה

זמן ריפוי ראשוני

זמן חוזק להסרה מאפשר חוזק מספיק לטיפול בחיבורים, כולל חלקים נעים ממתקנים

זמן ריפוי מלא

הזמן הנדרש להשגת תכונות מכניות סופיות לאחר ערבוב הדבק

תקופת אחסון

בתנאים מסוימים, הדבק עדיין יכול לשמור על תכונות הטיפול שלו ועל זמן האחסון של החוזק שצוין.

חוזק הקשר

תחת פעולת כוח חיצוני, המאמץ הנדרש כדי לגרום לממשק בין הדבק לחומר הנדבק בחלק הדבק להתפרק או בסביבתו.

חוזק גזירה

חוזק גזירה מתייחס לכוח הגזירה שיכול לעמוד בפני משטח ההדבקה של היחידה כאשר חלק ההדבקה ניזוק, ויחידתו מבוטאת ב-MPa (N/mm2).

חוזק משיכה לא אחיד

העומס המרבי שהמפרק יכול לשאת כאשר הוא נתון לכוח משיכה לא אחיד, מכיוון שהעומס מרוכז בעיקר בשני קצוות או קצה אחד של שכבת הדבק, והכוח הוא ליחידת אורך ולא ליחידת שטח, והיחידה היא קילו-נולונים/מטר

חוזק מתיחה

חוזק מתיחה, המכונה גם חוזק משיכה אחיד וחוזק מתיחה חיובי, מתייחס לכוח המתיחה ליחידת שטח כאשר ההידבקות נפגעת מכוח, והיחידה מתבטאת ב-MPa (N/mm2).

חוזק הקילוף

חוזק הקילוף הוא העומס המרבי ליחידת רוחב שיכול לעמוד בו כאשר החלקים המודבקים מופרדים בתנאי הקילוף שצוינו, ויחידתו מתבטאת ב-KN/m