Adesivos naturais são adesivos comumente usados em nossas vidas. De acordo com diferentes fontes, eles podem ser divididos em cola animal, cola vegetal e cola mineral. A cola animal inclui cola de pele, cola de osso, goma-laca, cola de caseína, cola de albumina, cola de bexiga de peixe, etc.; a cola vegetal inclui amido, dextrina, breu, goma arábica, borracha natural, etc.; a cola mineral inclui cera mineral, asfalto. Devido às suas fontes abundantes, baixo preço e baixa toxicidade, é amplamente utilizada em móveis, encadernação, embalagens e processamento de artesanato.
adesivo de amido
Após a entrada dos adesivos de amido no século XXI, o bom desempenho ambiental do material se tornará uma característica fundamental dos novos materiais. O amido é um recurso natural renovável, atóxico, inofensivo, de baixo custo, biodegradável e ecologicamente correto. É amplamente utilizado em diversos setores. Especialmente nos últimos anos, a tecnologia de produção industrial de adesivos no mundo tem se desenvolvido com foco em economia de energia, baixo custo, ausência de danos, alta viscosidade e ausência de solventes.
Como um produto de proteção ambiental verde, o adesivo de amido tem atraído ampla atenção e grande interesse na indústria de adesivos. No que diz respeito à aplicação e ao desenvolvimento de adesivos de amido, a perspectiva de adesivos de amido oxidados com amido de milho é promissora, e a pesquisa e a aplicação são as mais importantes.
Recentemente, o amido como adesivo tem sido usado principalmente em papel e produtos de papel, como caixas de papelão e selagem de caixas de papelão, etiquetagem, colagem plana, colagem de envelopes, colagem de sacos de papel multicamadas, etc.
Vários adesivos de amido comuns são apresentados abaixo:
Adesivo de amido oxidado
O gelatinizante preparado a partir da mistura de amido modificado com baixo grau de polimerização, contendo grupos aldeído e carboxila, e água, sob a ação de um oxidante por aquecimento ou gelatinização à temperatura ambiente, é um adesivo de amido carregado. Após a oxidação do amido, forma-se amido oxidado com solubilidade em água, molhabilidade e adesividade.
A quantidade de oxidante é pequena, o grau de oxidação é insuficiente, a quantidade total de novos grupos funcionais gerados pelo amido diminui, a viscosidade do adesivo aumenta, a viscosidade inicial diminui e a fluidez é baixa. Isso tem grande influência na acidez, transparência e teor de hidroxila do adesivo.
Com o prolongamento do tempo de reação, o grau de oxidação aumenta, o conteúdo do grupo carboxila aumenta e a viscosidade do produto diminui gradualmente, mas a transparência está cada vez melhor.
Adesivo de amido esterificado
Adesivos de amido esterificados são adesivos de amido não degradáveis, que conferem ao amido novos grupos funcionais por meio da reação de esterificação entre os grupos hidroxila das moléculas de amido e outras substâncias, melhorando assim o desempenho dos adesivos de amido. Devido à reticulação parcial do amido esterificado, a viscosidade é aumentada, a estabilidade de armazenamento é melhorada, as propriedades de resistência à umidade e antivírus são aprimoradas, e a camada adesiva pode suportar altas e baixas temperaturas e ações alternadas.
Adesivo de amido enxertado
A enxertia de amido consiste em usar métodos físicos e químicos para fazer com que a cadeia molecular do amido gere radicais livres e, ao encontrar monômeros poliméricos, uma reação em cadeia é formada. Uma cadeia lateral composta de monômeros poliméricos é gerada na cadeia principal do amido.
Aproveitando a característica de que tanto as moléculas de polietileno quanto as de amido possuem grupos hidroxila, ligações de hidrogênio podem ser formadas entre o álcool polivinílico e as moléculas de amido, que desempenham o papel de “enxerto” entre o álcool polivinílico e as moléculas de amido, de modo que o adesivo de amido obtido tenha mais boas propriedades de adesividade, fluidez e anticongelamento.
Por ser um polímero natural, o adesivo de amido tem baixo custo, é atóxico, insípido e não polui o meio ambiente, por isso tem sido amplamente pesquisado e aplicado. Recentemente, os adesivos de amido são usados principalmente em papel, tecidos de algodão, envelopes, etiquetas e papelão ondulado.
Adesivo de celulose
Os derivados de éter de celulose usados como adesivos incluem principalmente metilcelulose, etilcelulose, hidroxietilcelulose, carboximetilcelulose e outras etilceluloses (EC): é um éter alquílico de celulose termoplástico, insolúvel em água e não iônico.
Possui boa estabilidade química, forte resistência alcalina, excelente isolamento elétrico e reologia mecânica, além de manter resistência e flexibilidade em altas e baixas temperaturas. É facilmente compatível com ceras, resinas, plastificantes, etc., como papel, borracha, couro e adesivos para tecidos.
Metilcelulose (CMC): éter iônico de celulose. Na indústria têxtil, o CMC é frequentemente usado para substituir o amido de alta qualidade como agente de colagem para tecidos. Têxteis revestidos com CMC podem aumentar a maciez e melhorar significativamente as propriedades de impressão e tingimento. Na indústria alimentícia, uma variedade de sorvetes cremosos adicionados com CMC apresentam boa estabilidade de forma, são fáceis de colorir e não amolecem facilmente. Como adesivo, é usado na fabricação de pinças, caixas de papel, sacolas de papel, papel de parede e madeira artificial.
Éster de celulosederivados: principalmente nitrocelulose e acetato de celulose. Nitrocelulose: Também conhecida como nitrato de celulose, seu teor de nitrogênio geralmente fica entre 10% e 14% devido a diferentes graus de esterificação.
O alto teor é comumente conhecido como algodão-fogo, utilizado na fabricação de pólvora sem fumaça e coloidal. O baixo teor é comumente conhecido como colódio. É insolúvel em água, mas solúvel em um solvente misto de álcool etílico e éter, e a solução é o colódio. Como o solvente do colódio evapora e forma uma película resistente, é frequentemente usado em tampas de garrafas, proteção de ferimentos e no primeiro celuloide plástico da história.
Se uma quantidade apropriada de resina alquídica for adicionada como modificador e uma quantidade apropriada de cânfora for usada como agente de endurecimento, ela se torna um adesivo de nitrocelulose, que é frequentemente usado para colar papel, tecido, couro, vidro, metal e cerâmica.
Acetato de celulose: Também conhecido como acetato de celulose. Na presença de um catalisador de ácido sulfúrico, a celulose é acetada com uma mistura de ácido acético e etanol e, em seguida, ácido acético diluído é adicionado para hidrolisar o produto até o grau de esterificação desejado.
Comparado à nitrocelulose, o acetato de celulose pode ser usado na formulação de adesivos à base de solvente para unir produtos plásticos, como óculos e brinquedos. Comparado ao nitrato de celulose, apresenta excelente resistência à viscosidade e durabilidade, mas baixa resistência a ácidos, umidade e intempéries.
cola de proteína
Adesivo proteico é um tipo de adesivo natural cuja principal matéria-prima são substâncias proteicas. Os adesivos podem ser feitos de proteína animal e vegetal. De acordo com a proteína utilizada, dividem-se em proteína animal (cola de feno, gelatina, cola de proteína complexa e albumina) e proteína vegetal (goma de feijão, etc.). Geralmente apresentam alta tensão de ligação quando secos e são utilizados na fabricação de móveis e produtos de madeira. No entanto, sua resistência ao calor e à água são baixas, sendo os adesivos de proteína animal os mais importantes.
Cola de proteína de soja: A proteína vegetal não é apenas uma importante matéria-prima alimentar, mas também possui uma ampla gama de aplicações em áreas não alimentícias. Desenvolvido em adesivos de proteína de soja, já em 1923, Johnson solicitou uma patente para adesivos de proteína de soja.
Em 1930, o adesivo para placas de resina fenólica de proteína de soja (DuPont Mass Division) não era amplamente utilizado devido à fraca resistência de ligação e ao alto custo de produção.
Nas últimas décadas, devido à expansão do mercado de adesivos, a acidez dos recursos petrolíferos globais e a poluição ambiental atraíram atenção, o que fez a indústria de adesivos reconsiderar novos adesivos naturais, resultando em adesivos de proteína de soja se tornando novamente um ponto importante de pesquisa.
O adesivo de soja é atóxico, insípido e fácil de usar, mas apresenta baixa resistência à água. A adição de 0,1% a 1,0% (em massa) de agentes de reticulação, como tioureia, dissulfeto de carbono, sulfeto de tricarboximetil, etc., pode melhorar a resistência à água e produzir adesivos para colagem de madeira e produção de compensados.
Colas de proteína animal: As colas de origem animal têm sido amplamente utilizadas nas indústrias moveleira e de processamento de madeira. Os produtos comumente utilizados incluem móveis como cadeiras, mesas, armários, maquetes, brinquedos, artigos esportivos e decks.
As colas líquidas animais mais recentes, com teor de sólidos de 50 a 60%, incluem tipos de cura rápida e lenta, utilizadas na colagem de painéis de estrutura de armários de madeira dura, montagem de casas móveis, laminados complexos e outros materiais térmicos de menor custo. A demanda por cola é pequena e média.
A cola animal é um tipo básico de adesivo usado em fitas adesivas. Essas fitas podem ser usadas em sacolas de varejo leves comuns, bem como em fitas para serviços pesados, como para selar ou embalar caixas de fibra sólida e papelão ondulado para remessas que exigem operações mecânicas rápidas e alta resistência de colagem duradoura.
Atualmente, a quantidade de cola para osso é grande, e a cola para pele é frequentemente usada sozinha ou em combinação com a cola para osso. De acordo com a Coating Online, o adesivo utilizado é geralmente formulado com um teor de sólidos de cerca de 50%, podendo ser misturado com dextrina na proporção de 10% a 20% da massa seca da cola, bem como uma pequena quantidade de agente umectante, plastificante e inibidor de gel (quando necessário).
O adesivo (60~63°C) é geralmente misturado à tinta no papel de suporte, e a quantidade de sólido depositada é geralmente 25% da massa do papel base. A fita úmida pode ser seca sob tensão com rolos aquecidos a vapor ou com aquecedores de ar direto ajustáveis.
Além disso, as aplicações da cola animal incluem a fabricação de abrasivos de lixa e gaze, a colagem e o revestimento de tecidos e papel, e a encadernação de livros e revistas.
Adesivo de tanino
O tanino é um composto orgânico que contém grupos polifenólicos, amplamente presente no caule, casca, raízes, folhas e frutos de plantas. Proveniente principalmente de restos de casca de madeira processada e de plantas com alto teor de tanino. O tanino, o formaldeído e a água são misturados e aquecidos para obter a resina tânica. Em seguida, são adicionados o agente de cura e a carga, e o adesivo tânico é obtido por agitação uniforme.
O adesivo de tanino possui boa resistência ao envelhecimento por calor e umidade, e seu desempenho na colagem de madeira é semelhante ao do adesivo fenólico. É usado principalmente para colagem de madeira, etc.
adesivo de lignina
A lignina é um dos principais componentes da madeira, representando cerca de 20 a 40% do total, perdendo apenas para a celulose. É difícil extrair lignina diretamente da madeira, e a principal fonte é o resíduo líquido da celulose, que é extremamente rico em recursos.
A lignina não é usada como adesivo isoladamente, mas sim como um polímero de resina fenólica obtido pela ação do grupo fenólico da lignina e do formaldeído como adesivo. Para melhorar a resistência à água, pode ser usada em combinação com isocianato epóxi isopropano com anel, fenol sulfúrico, resorcinol e outros compostos. Os adesivos de lignina são usados principalmente para colagem de compensados e aglomerados. No entanto, sua viscosidade é alta e a cor é intensa, permitindo que, após o aperfeiçoamento, o escopo de aplicação seja expandido.
goma arábica
A goma arábica, também conhecida como goma acácia, é um exsudato da árvore genealógica da alfarrobeira selvagem. Recebeu esse nome devido à sua produção prolífica nos países árabes. A goma arábica é composta principalmente por polissacarídeos de baixo peso molecular e glicoproteínas de acácia de alto peso molecular. Devido à sua boa solubilidade em água, a formulação é muito simples, não necessitando de calor nem aceleradores. A goma arábica seca extremamente rápido. Pode ser usada para colar lentes ópticas, carimbos, etiquetas de marcas registradas, embalagens de alimentos e auxiliares de impressão e tingimento.
Adesivo inorgânico
Adesivos formulados com substâncias inorgânicas, como fosfatos, fosfatos, sulfatos, sais de boro, óxidos metálicos, etc., são chamados de adesivos inorgânicos. Suas características:
(1) Resistência a altas temperaturas, pode suportar temperaturas de 1000 ℃ ou mais:
(2) Boas propriedades antienvelhecimento:
(3) Pequena contração
(4) Grande fragilidade. O módulo de elasticidade é uma ordem de grandeza superior ao dos adesivos orgânicos:
(5) A resistência à água, aos ácidos e aos álcalis é fraca.
Você sabia? Os adesivos têm outras utilidades além de colar.
Anticorrosão: Os tubos de vapor dos navios são, em sua maioria, cobertos com silicato de alumínio e amianto para obter isolamento térmico, mas devido a vazamentos ou alternância de frio e calor, é gerada água condensada, que se acumula na parede externa dos tubos de vapor inferiores; e os tubos de vapor são expostos a altas temperaturas por um longo tempo, sais solúveis. O papel da corrosão da parede externa é muito sério.
Para isso, adesivos da série Water Glass podem ser usados como materiais de revestimento na camada inferior de silicato de alumínio, formando um revestimento com estrutura semelhante à do esmalte. Em instalações mecânicas, os componentes são frequentemente aparafusados. A exposição prolongada ao ar de dispositivos aparafusados pode causar corrosão por frestas. Durante o trabalho mecânico, os parafusos podem, às vezes, se soltar devido à vibração intensa.
Para solucionar esse problema, os componentes de conexão podem ser colados com adesivos inorgânicos na instalação mecânica e, em seguida, conectados com parafusos. Isso pode não apenas desempenhar um papel de reforço, mas também de proteção contra corrosão.
Biomédica: A composição do material biocerâmico de hidroxiapatita é próxima à do componente inorgânico do osso humano, tem boa biocompatibilidade, pode formar uma forte ligação química com o osso e é um material ideal para substituição de tecido duro.
No entanto, o módulo de elasticidade geral dos implantes de HA preparados é alto, a resistência é baixa e a atividade não é ideal. O adesivo de fosfato de vidro é selecionado, e o pó da matéria-prima de HA é unido a uma temperatura mais baixa do que a temperatura de sinterização tradicional por meio da ação do adesivo, reduzindo assim o módulo de elasticidade e garantindo a atividade do material.
A Cohesion Technologies Ltd. anunciou o desenvolvimento de um selante Coseal que pode ser usado para colagem cardíaca e tem sido utilizado clinicamente com sucesso. Através do uso comparativo de 21 casos de cirurgia cardíaca na Europa, constatou-se que o uso da cirurgia Coseal reduziu significativamente as aderências cirúrgicas em comparação com outros métodos. Estudos clínicos preliminares subsequentes demonstraram que o selante Coseal tem grande potencial em cirurgias cardíacas, ginecológicas e abdominais.
A aplicação de adesivos na medicina é conhecida como um novo ponto de crescimento na indústria de adesivos. Cola estrutural composta de resina epóxi ou poliéster insaturado.
Na tecnologia de defesa: Submarinos furtivos são um dos símbolos da modernização dos equipamentos navais. Um método importante de furtividade submarina é a instalação de placas de absorção sonora no casco do submarino. A placa de absorção sonora é um tipo de borracha com propriedades de absorção sonora.
Para obter a união firme entre a placa do silenciador e a chapa de aço da parede do barco, é necessário contar com o adesivo. Utilizado no campo militar: manutenção de tanques, montagem de barcos militares, bombardeiros leves de aeronaves militares, colagem de camadas de proteção térmica de ogivas de mísseis, preparação de materiais de camuflagem, combate ao terrorismo e combate ao terrorismo.
Incrível? Não olhe para o nosso pequeno adesivo, ele contém muito conhecimento.
As principais propriedades físicas e químicas do adesivo
Tempo de operação
Intervalo máximo de tempo entre a mistura do adesivo e o pareamento das peças a serem coladas
Tempo de cura inicial
O tempo para a resistência removível permite resistência adequada para manuseio de ligações, incluindo peças móveis de acessórios
tempo de cura total
Tempo necessário para atingir as propriedades mecânicas finais após a mistura do adesivo
período de armazenamento
Sob certas condições, o adesivo ainda pode manter suas propriedades de manuseio e o tempo de armazenamento da resistência especificada
força de ligação
Sob a ação de uma força externa, a tensão necessária para fazer com que a interface entre o adesivo e o aderente na parte adesiva se rompa ou em sua vizinhança
Resistência ao cisalhamento
A resistência ao cisalhamento refere-se à força de cisalhamento que a superfície de ligação da unidade pode suportar quando a parte de ligação está danificada, e sua unidade é expressa em MPa (N/mm2)
Força de tração desigual
A carga máxima que a junta pode suportar quando submetida a uma força de tração desigual, porque a carga é concentrada principalmente em duas bordas ou em uma borda da camada adesiva, e a força é por unidade de comprimento em vez de por unidade de área, e a unidade é KN/m
Resistência à tracção
Resistência à tração, também conhecida como resistência à tração uniforme e resistência à tração positiva, refere-se à força de tração por unidade de área quando a adesão é danificada pela força, e a unidade é expressa em MPa (N/mm2).
força de descascamento
A resistência ao descascamento é a carga máxima por unidade de largura que pode suportar quando as partes coladas são separadas sob as condições de descascamento especificadas, e sua unidade é expressa em KN/m
Horário da publicação: 25/04/2024