Adesivos naturais são adesivos comuns em nosso dia a dia. De acordo com diferentes fontes, podem ser divididos em cola animal, cola vegetal e cola mineral. A cola animal inclui cola de pele, cola óssea, goma-laca, cola de caseína, cola de albumina, cola de bexiga de peixe, etc.; a cola vegetal inclui amido, dextrina, resina, goma arábica, borracha natural, etc.; a cola mineral inclui cera mineral, asfalto, etc. Devido à sua abundância, baixo custo e baixa toxicidade, é amplamente utilizada em móveis, encadernação, embalagens e artesanato.
adesivo de amido
Após a entrada do adesivo de amido no século XXI, o bom desempenho ambiental do material se tornará uma característica fundamental do novo material. O amido é um recurso natural renovável, não tóxico, inofensivo, de baixo custo, biodegradável e ecologicamente correto. É amplamente utilizado em diversas indústrias. Especialmente nos últimos anos, a tecnologia de produção industrial de adesivos em todo o mundo tem se desenvolvido na direção de economia de energia, baixo custo, ausência de danos, alta viscosidade e ausência de solventes.
Como um tipo de produto ecológico, o adesivo de amido tem atraído grande atenção na indústria de adesivos. No que diz respeito à aplicação e ao desenvolvimento de adesivos de amido, o adesivo de amido oxidado a partir de amido de milho apresenta perspectivas promissoras, sendo o foco de pesquisa e aplicação mais expressivo.
Recentemente, o amido como adesivo tem sido usado principalmente em papel e produtos de papel, como fechamento de caixas de papelão, etiquetagem, colagem de superfícies planas, colagem de envelopes, colagem de sacolas de papel multicamadas, etc.
Abaixo, são apresentados diversos adesivos de amido comuns:
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 um 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 teor de grupos carboxílicos aumenta e a viscosidade do produto diminui gradualmente, mas a transparência vai melhorando cada vez mais.
Adesivo de amido esterificado
Os adesivos de amido esterificado são adesivos de amido não degradáveis, que conferem ao amido novos grupos funcionais através 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 aumenta, a estabilidade de armazenamento é melhorada, as propriedades anti-umidade e antivirais são aprimoradas e a camada adesiva pode suportar variações de intensidade e frequência.
Adesivo de amido enxertado
A enxertia de amido consiste em utilizar métodos físicos e químicos para fazer com que a cadeia molecular do amido gere radicais livres, que, ao entrarem em contato com monômeros de polímero, iniciam uma reação em cadeia. Uma cadeia lateral composta por monômeros de polímero 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, desempenhando o papel de "enxertia" entre o álcool polivinílico e as moléculas de amido, de modo que o adesivo de amido obtido apresente melhor adesividade, fluidez e propriedades anticongelantes.
Por ser um adesivo polimérico natural, o amido adesivo tem baixo custo, é atóxico, inodoro e não polui o meio ambiente, sendo, portanto, amplamente pesquisado e aplicado. Atualmente, os adesivos de amido são utilizados 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 outros. A etilcelulose (EC) é um éter alquílico de celulose termoplástico, insolúvel em água e não iônico.
Possui boa estabilidade química, forte resistência a álcalis, excelente isolamento elétrico e reologia mecânica, além de apresentar características de manutenção da resistência e flexibilidade em altas e baixas temperaturas. É facilmente compatível com cera, resina, plastificante, etc., sendo utilizado em aplicações como papel, borracha, couro e adesivos para tecidos.
Metilcelulose (CMC)Éter de celulose iônico. Na indústria têxtil, a CMC é frequentemente usada para substituir o amido de alta qualidade como agente de colagem para tecidos. Os tecidos revestidos com CMC podem aumentar a maciez e melhorar significativamente as propriedades de impressão e tingimento. Na indústria alimentícia, diversos sorvetes cremosos com adição de CMC apresentam boa estabilidade dimensional, facilidade de coloração e não amolecem facilmente. Como adesivo, é utilizado na fabricação de pegadores, 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 varia entre 10% e 14% devido aos diferentes graus de esterificação.
A substância com alto teor de colódio é comumente conhecida como algodão-de-fogo, utilizada na fabricação de pólvora sem fumaça e pólvora coloidal. A substância com baixo teor de colódio é comumente conhecida como colódio. É insolúvel em água, mas solúvel em uma mistura de álcool etílico e éter, e a solução resultante é o colódio. Como o solvente do colódio evapora e forma uma película resistente, ele é frequentemente usado em tampas de garrafas, proteção de feridas e no primeiro celuloide plástico da história.
Se uma quantidade adequada de resina alquídica for adicionada como modificador e uma quantidade adequada de cânfora for usada como agente de endurecimento, o resultado é um adesivo de nitrocelulose, frequentemente utilizado 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 acetatada com uma mistura de ácido acético e etanol, e então adiciona-se ácido acético diluído para hidrolisar o produto até o grau de esterificação desejado.
Em comparação com a nitrocelulose, o acetato de celulose pode ser usado na formulação de adesivos à base de solvente para unir produtos plásticos, como copos e brinquedos. Em comparação com o nitrato de celulose, apresenta excelente resistência à viscosidade e durabilidade, mas baixa resistência a ácidos, umidade e intempéries.
cola de proteína
O adesivo proteico é um tipo de adesivo natural que tem como principal matéria-prima substâncias proteicas. Os adesivos podem ser feitos de proteína animal ou 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 resistência de colagem quando secos e são utilizados na fabricação de móveis e na produção de produtos de madeira. No entanto, sua resistência ao calor e à água é baixa, 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. Já em 1923, Johnson solicitou uma patente para adesivos à base de proteína de soja, visando o desenvolvimento desses produtos.
Em 1930, o adesivo para placas de resina fenólica à base de proteína de soja (DuPont Mass Division) não era amplamente utilizado devido à sua fraca resistência de colagem 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 têm atraído a atenção, o que levou a indústria de adesivos a reconsiderar novos adesivos naturais, fazendo com que os adesivos de proteína de soja se tornassem novamente um tema de pesquisa relevante.
A cola à base de soja é atóxica, insípida 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 tricarboximetila, etc., pode melhorar a resistência à água e torná-la adequada para colagem de madeira e produção de compensado.
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 estrados.
As colas líquidas mais recentes para animais, 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 fibra de madeira, montagem de casas móveis, laminados resistentes e outros materiais térmicos de baixo custo. São indicadas para aplicações de pequeno e médio porte que exigem cola.
A cola animal é um tipo básico de adesivo usado em fitas adesivas. Essas fitas podem ser usadas tanto para sacolas plásticas leves comuns quanto para fitas de alta resistência, como as utilizadas para selar ou embalar caixas de fibra sólida e papelão ondulado para envios, onde são necessárias operações mecânicas rápidas e alta resistência de colagem de longa duração.
Atualmente, a quantidade de cola óssea disponível é grande, e a cola para pele é frequentemente usada sozinha ou em combinação com a cola óssea. De acordo com o Coating Online, o adesivo utilizado geralmente é formulado com um teor de sólidos de cerca de 50% e pode ser misturado com dextrina em uma proporção de 10% a 20% da massa seca da cola, além de uma pequena quantidade de agente umectante, plastificante e inibidor de gel (quando necessário).
A cola (60~63℃) é geralmente misturada com a tinta no papel de suporte, e a quantidade de sólido depositada corresponde geralmente a 25% da massa da base de papel. 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 lixas e abrasivos de 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 das plantas. É obtido principalmente a partir de resíduos de cascas de madeira e plantas com alto teor de tanino. O tanino, o formaldeído e a água são misturados e aquecidos para obter a resina de tanino. Em seguida, adicionam-se o agente de cura e o material de enchimento, e o adesivo de tanino é obtido por homogeneização da mistura.
A cola de tanino possui boa resistência ao envelhecimento por calor e umidade, e seu desempenho na colagem de madeira é similar ao da cola fenólica. É utilizada principalmente para colar madeira, etc.
adesivo de lignina
A lignina é um dos principais componentes da madeira, representando cerca de 20 a 40% da sua composição, ficando atrás apenas da celulose. A extração direta da lignina da madeira é complexa, sendo sua principal fonte o efluente líquido da polpa de celulose, um recurso extremamente abundante.
A lignina não é usada como adesivo isoladamente, mas sim um polímero de resina fenólica obtido pela ação do grupo fenólico da lignina com formaldeído. Para melhorar a resistência à água, pode ser usada em combinação com isocianato de epóxi de isopropano com anel carregado, fenol estupidoto, resorcinol e outros compostos. Os adesivos de lignina são usados principalmente para colar compensado e aglomerado. No entanto, sua viscosidade é alta e a cor é intensa, e, após melhorias, o escopo de aplicação pode ser expandido.
goma arábica
A goma arábica, também conhecida como goma acácia, é um exsudato da família das acácias. Recebeu esse nome devido à sua produção abundante em 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 da goma arábica é muito simples, não exigindo calor nem aceleradores. A goma arábica seca extremamente rápido. Pode ser usada para colar lentes ópticas, selos, etiquetas de marcas, embalagens de alimentos e como auxiliar em processos de impressão e tingimento.
Adesivo inorgânico
Adesivos formulados com substâncias inorgânicas, como fosfatos, sulfatos, sais de boro, óxidos metálicos, etc., são chamados de adesivos inorgânicos. Suas características:
(1) Alta resistência à temperatura, suportando temperaturas de 1000 ℃ ou superiores:
(2) Boas propriedades antienvelhecimento:
(3) Pequena retração
(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 baixa.
Você sabia? Os adesivos têm outras utilidades além de colar.
Anticorrosão: Os tubos de vapor dos navios são geralmente revestidos com silicato de alumínio e amianto para isolamento térmico, mas devido a vazamentos ou alternância de frio e calor, gera-se água condensada que se acumula na parede externa dos tubos de vapor inferiores; e, quando os tubos de vapor são expostos a altas temperaturas por longos períodos, os sais solúveis presentes nesses tubos causam corrosão na parede externa, um efeito muito sério.
Para isso, adesivos da série silicato de sódio podem ser usados como materiais de revestimento na camada inferior de silicato de alumínio para formar um revestimento com estrutura semelhante à do esmalte. Em instalações mecânicas, os componentes são frequentemente parafusados. A exposição prolongada ao ar em dispositivos parafusados pode causar corrosão por frestas. Durante o trabalho mecânico, às vezes os parafusos se soltam devido à vibração intensa.
Para solucionar esse problema, os componentes de conexão podem ser colados com adesivos inorgânicos durante a instalação mecânica e, em seguida, fixados com parafusos. Isso não só reforça a estrutura, como também oferece proteção contra a corrosão.
Biomédica: A composição do material biocerâmico de hidroxiapatita é semelhante à do componente inorgânico do osso humano, possui boa biocompatibilidade, pode formar uma forte ligação química com o osso e é um material ideal para substituição de tecido ósseo.
No entanto, o módulo de elasticidade geral dos implantes de HA preparados é alto, a resistência é baixa e a atividade não é ideal. Para solucionar esse problema, foi selecionado um adesivo de vidro fosfatado. O pó de HA, matéria-prima do implante, é aglomerado a uma temperatura inferior à temperatura de sinterização tradicional pela 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 para fixação de próteses cardíacas, que já foi utilizado com sucesso em ensaios clínicos. Através de um estudo comparativo com 21 casos de cirurgia cardíaca na Europa, constatou-se que o uso do Coseal reduziu significativamente as aderências cirúrgicas em comparação com outros métodos. Estudos clínicos preliminares subsequentes demonstraram o grande potencial do selante Coseal em cirurgias cardíacas, ginecológicas e abdominais.
A aplicação de adesivos na medicina é reconhecida como um novo ponto de crescimento na indústria de adesivos. Cola estrutural composta de resina epóxi ou poliéster insaturado.
Na tecnologia de defesa: os submarinos furtivos são um dos símbolos da modernização dos equipamentos navais. Um método importante para tornar um submarino furtivo é a instalação de placas de absorção sonora no casco. Essas placas são feitas de um tipo de borracha com propriedades de absorção acústica.
Para garantir a firme união da telha isolante com a chapa de aço da parede do barco, é necessário o uso de adesivo. Aplicações na área militar: manutenção de tanques, montagem de embarcações militares, aeronaves militares, bombardeiros leves, colagem da camada de proteção térmica de ogivas de mísseis, preparação de materiais de camuflagem, antiterrorismo e operações antiterrorismo.
É incrível, não é? Não se deixe enganar pela nossa pequena cola, ela guarda 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 necessário para a remoção da resistência proporciona força adequada para o manuseio de ligações, incluindo a movimentação de peças de dispositivos de fixação.
tempo de cura total
Tempo necessário para atingir as propriedades mecânicas finais após a mistura do adesivo.
período de armazenamento
Em determinadas condições, o adesivo ainda pode manter suas propriedades de manuseio e o tempo de armazenamento com a resistência especificada.
força de ligação
Sob a ação de uma força externa, a tensão necessária para romper a interface entre o adesivo e o substrato na parte adesiva ou em sua proximidade é suficiente.
resistência ao cisalhamento
A resistência ao cisalhamento refere-se à força de cisalhamento que a superfície de colagem da unidade pode suportar quando a parte colada é 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, visto que a carga se concentra principalmente em duas ou uma das bordas da camada adesiva, e a força é medida por unidade de comprimento, e não por unidade de área, em kN/m².
Resistência à tracção
A resistência à tração, também conhecida como resistência uniforme ao descolamento e resistência à tração positiva, refere-se à força de tração por unidade de área quando a adesão é rompida por uma força, e a unidade é expressa em MPa (N/mm²).
resistência ao descascamento
A resistência ao descascamento é a carga máxima por unidade de largura que as partes coladas podem suportar quando separadas sob as condições de descascamento especificadas, e sua unidade é expressa em kN/m.
Data da publicação: 25/04/2024