Prírodné lepidlá sú v našich životoch bežne používané lepidlá. Podľa rôznych zdrojov ich možno rozdeliť na živočíšne lepidlá, rastlinné lepidlá a minerálne lepidlá. Živočíšne lepidlá zahŕňajú kožné lepidlá, kostné lepidlá, šelakové lepidlá, kazeínové lepidlá, albumínové lepidlá, lepidlá z rybieho mechúra atď.; rastlinné lepidlá zahŕňajú škrob, dextrín, kolofóniu, arabskú gumu, prírodný kaučuk atď.; minerálne lepidlá zahŕňajú minerálny vosk a asfalt. Vďaka bohatým zdrojom, nízkej cene a nízkej toxicite sa široko používajú v nábytkárstve, viazaní kníh, balení a remeselnom spracovaní.
škrobové lepidlo
Po vstupe škrobového lepidla do 21. storočia sa jeho dobrý environmentálny výkon stane hlavnou vlastnosťou. Škrob je netoxický, neškodný, lacný, biologicky odbúrateľný a ekologický prírodný obnoviteľný zdroj. Široko sa používa v rôznych odvetviach. Najmä v posledných rokoch sa svetová technológia priemyselnej výroby lepidiel vyvíja smerom k úspore energie, nízkym nákladom, bez poškodenia, vysokej viskozite a bez rozpúšťadiel.
Ako druh ekologického produktu na ochranu životného prostredia pritiahlo škrobové lepidlo rozsiahlu pozornosť a veľkú pozornosť v priemysle lepidiel. Pokiaľ ide o aplikáciu a vývoj škrobových lepidiel, perspektíva škrobových lepidiel oxidovaných kukuričným škrobom je sľubná a výskum a aplikácia sú najvýznamnejšie.
V poslednej dobe sa škrob ako lepidlo používa hlavne v papieri a papierových výrobkoch, ako je napríklad tesnenie kartónov a kartónov, etiketovanie, lepenie plochých obálok, lepenie viacvrstvových papierových vrecúšok atď.
Nižšie je uvedených niekoľko bežných škrobových lepidiel:
Oxidované škrobové lepidlo
Želatinizátor pripravený zo zmesi modifikovaného škrobu s nízkym stupňom polymerizácie obsahujúceho aldehydovú skupinu a karboxylovú skupinu a vody pôsobením oxidačného činidla zahrievaním alebo želatinizáciou pri izbovej teplote je naplnené škrobové lepidlo. Po oxidácii škrobu sa vytvorí oxidovaný škrob s rozpustnosťou vo vode, zmáčateľnosťou a lepivosťou.
Množstvo oxidačného činidla je malé, stupeň oxidácie je nedostatočný, celkové množstvo nových funkčných skupín vytvorených škrobom sa znižuje, viskozita lepidla sa zvyšuje, počiatočná viskozita sa znižuje, tekutosť je slabá. Má to veľký vplyv na kyslosť, transparentnosť a obsah hydroxylových skupín v lepidle.
S predlžovaním reakčného času sa zvyšuje stupeň oxidácie, zvyšuje sa obsah karboxylových skupín a viskozita produktu postupne klesá, ale transparentnosť sa zlepšuje a zlepšuje.
Esterifikované škrobové lepidlo
Esterifikované škrobové lepidlá sú nedegradovateľné škrobové lepidlá, ktoré obohacujú škrob o nové funkčné skupiny prostredníctvom esterifikačnej reakcie medzi hydroxylovými skupinami molekúl škrobu a inými látkami, čím sa zlepšuje ich účinnosť. Vďaka čiastočnému zosieťovaniu esterifikovaného škrobu sa zvyšuje viskozita, zlepšuje sa skladovateľnosť, zlepšujú sa vlastnosti odolné voči vlhkosti a antivírusu a lepiaca vrstva odoláva vysokým a nízkym teplotám a striedavému pôsobeniu.
Lepidlo z vrúbľovaného škrobu
Štepenie škrobu spočíva v použití fyzikálnych a chemických metód, pri ktorých molekulárny reťazec škrobu generuje voľné radikály a pri stretnutí s polymérnymi monomérmi dochádza k reťazovej reakcii. Na hlavnom reťazci škrobu sa vytvára bočný reťazec zložený z polymérnych monomérov.
Vďaka vlastnosti, že molekuly polyetylénu aj škrobu majú hydroxylové skupiny, sa medzi molekulami polyvinylalkoholu a škrobu môžu tvoriť vodíkové väzby, ktoré zohrávajú úlohu „štepenia“ medzi molekulami polyvinylalkoholu a škrobu, takže získané škrobové lepidlo má lepšiu priľnavosť, tekutosť a nemrznúcu odolnosť.
Keďže škrobové lepidlo je prírodné polymérne lepidlo, je lacné, netoxické, bez chuti a neznečisťuje životné prostredie, preto sa vo veľkej miere skúma a používa. V poslednej dobe sa škrobové lepidlá používajú hlavne na výrobu papiera, bavlnených tkanín, obálok, etikiet a vlnitej lepenky.
Celulózové lepidlo
Deriváty celulózového éteru používané ako lepidlá zahŕňajú najmä metylcelulózu, etylcelulózu, hydroxyetylcelulózu, karboxymetylcelulózu a ďalšie etylcelulózy (EC): je termoplastický, vo vode nerozpustný, neiónový alkyléter celulózy.
Má dobrú chemickú stabilitu, silnú odolnosť voči alkáliám, vynikajúcu elektrickú izoláciu a mechanickú reológiu a zachováva si pevnosť a flexibilitu pri vysokých aj nízkych teplotách. Je ľahko kompatibilný s voskom, živicou, zmäkčovadlom atď., ako je papier, guma, koža, lepidlá na tkaniny.
Metylcelulóza (CMC): iónový éter celulózy. V textilnom priemysle sa CMC často používa ako náhrada vysokokvalitného škrobu ako šlichtovacia látka pre tkaniny. Textílie potiahnuté CMC môžu zvýšiť mäkkosť a výrazne zlepšiť tlačiarenské a farbiace vlastnosti. „V potravinárskom priemysle majú rôzne krémové zmrzliny s pridanou CMC dobrú tvarovú stálosť, ľahko sa farbia a nie sú ľahké na mäknutie. Ako lepidlo sa používa na výrobu klieští, papierových krabíc, papierových tašiek, tapiet a umelého dreva.“
Celulózový esterderiváty: najmä nitrocelulóza a acetát celulózy. Nitrocelulóza: Tiež známa ako nitrát celulózy, jej obsah dusíka sa vo všeobecnosti pohybuje medzi 10 % a 14 % v dôsledku rôznych stupňov esterifikácie.
Vysoký obsah je bežne známy ako ohnivá vata, ktorá sa používa pri výrobe bezdymového a koloidného pušného prachu. Nízky obsah je bežne známy ako kolódium. Je nerozpustný vo vode, ale rozpustný v zmesi rozpúšťadiel etylalkoholu a éteru a roztokom je kolódium. Pretože sa rozpúšťadlo kolódia odparuje a vytvára pevný film, často sa používa na uzávery fliaš, ochranu rán a ako prvý plastový celuloid v histórii.
Ak sa ako modifikátor pridá vhodné množstvo alkydovej živice a ako vytvrdzovacie činidlo sa použije vhodné množstvo gáforu, stane sa z nej nitrocelulózové lepidlo, ktoré sa často používa na lepenie papiera, látok, kože, skla, kovu a keramiky.
Acetát celulózy: Tiež známy ako acetát celulózy. V prítomnosti katalyzátora kyseliny sírovej sa celulóza acetuje zmesou kyseliny octovej a etanolu a potom sa pridá zriedená kyselina octová, aby sa produkt hydrolyzoval na požadovaný stupeň esterifikácie.
V porovnaní s nitrocelulózou sa acetát celulózy môže použiť na výrobu lepidiel na báze rozpúšťadiel na lepenie plastových výrobkov, ako sú okuliare a hračky. V porovnaní s nitrátom celulózy má vynikajúcu odolnosť voči viskozite a trvanlivosť, ale má nízku odolnosť voči kyselinám, vlhkosti a poveternostným vplyvom.
proteínové lepidlo
Bielkovinové lepidlo je druh prírodného lepidla, ktorého hlavnou surovinou sú látky obsahujúce bielkoviny. Lepidlá sa môžu vyrábať zo živočíšnych a rastlinných bielkovín. Podľa použitého proteínu sa delia na živočíšne bielkoviny (fenový glej, želatína, komplexný proteínový glej a albumín) a rastlinné bielkoviny (fazuľová guma atď.). Vo všeobecnosti majú vysoké spojovacie napätie po zaschnutí a používajú sa pri výrobe nábytku a výrobkov z dreva. Avšak ich tepelná odolnosť a odolnosť voči vode sú nízke, z ktorých sú dôležitejšie lepidlá na báze živočíšnych bielkovín.
Sójové proteínové lepidlo: Rastlinná bielkovina nie je len dôležitou potravinárskou surovinou, ale má aj široké uplatnenie v nepotravinárskych oblastiach. Vyvinuté na báze sójových proteínových lepidiel, Johnson už v roku 1923 požiadal o patent na sójové proteínové lepidlá.
V roku 1930 sa lepidlo na dosky zo sójových bielkovín a fenolovej živice (DuPont Mass Division) široko nepoužívalo kvôli slabej pevnosti spoja a vysokým výrobným nákladom.
V posledných desaťročiach v dôsledku expanzie trhu s lepidlami pritiahla pozornosť kyslosť globálnych ropných zdrojov a znečistenie životného prostredia, čo prinútilo priemysel s lepidlami prehodnotiť nové prírodné lepidlá, čo viedlo k tomu, že lepidlá na báze sójových bielkovín sa opäť stali výskumným bodom.
Sójové lepidlo je netoxické, bez chuti, ľahko sa používa, ale má nízku odolnosť voči vode. Pridanie 0,1 % až 1,0 % (hmotnostných) zosieťovacích činidiel, ako je tiomočovina, sírouhlík, trikarboxymetylsulfid atď., môže zlepšiť odolnosť voči vode a vytvoriť lepidlá na lepenie dreva a výrobu preglejky.
Lepidlá na báze živočíšnych bielkovín: Lepidlá na báze živočíšnych bielkovín sa široko používajú v nábytkárskom a drevospracujúcom priemysle. Medzi bežne používané produkty patrí nábytok, ako sú stoličky, stoly, skrinky, modely, hračky, športové potreby a terasy.
Novšie tekuté živočíšne lepidlá s obsahom pevných látok 50 – 60 % zahŕňajú rýchlo a pomaly vytvrdzujúce typy, ktoré sa používajú na lepenie rámových panelov skriniek z tvrdej dosky, montáže mobilných domov, náročných laminátov a iných lacnejších tepelných lepidiel. Malé a stredné požiadavky na lepidlo sú dôležité.
Živočíšne lepidlo je základný typ lepidla používaného v lepiacich páskach. Tieto pásky sa dajú použiť na bežné ľahké maloobchodné tašky, ako aj na ťažké pásky, ako je napríklad tesnenie alebo balenie pevných vlákien a vlnitých krabíc pre zásielky, kde sa vyžadujú rýchle mechanické operácie a dlhotrvajúca vysoká pevnosť spoja.
V súčasnosti je množstvo kostného lepidla veľké a kožné lepidlo sa často používa samostatne alebo v kombinácii s kostným lepidlom. Podľa Coating Online sa použité lepidlo vo všeobecnosti formuluje s obsahom pevných látok približne 50 % a môže sa zmiešať s dextrínom v množstve 10 % až 20 % hmotnosti suchého lepidla, ako aj s malým množstvom zmáčadla, zmäkčovadla, inhibítora gélovania (ak je to potrebné).
Lepidlo (60 ~ 63 ℃) sa zvyčajne zmieša s farbou na podkladovom papieri a množstvo nanesenej pevnej látky je zvyčajne 25 % hmotnosti papierového základu. Mokrá páska sa môže sušiť pod napätím pomocou parných vyhrievaných valcov alebo pomocou nastaviteľných priamych ohrievačov vzduchu.
Okrem toho, aplikácie živočíšnych lepidiel zahŕňajú výrobu brúsneho papiera a gázových abrazív, glejenie a natieranie textílií a papiera a viazanie kníh a časopisov.
Tanínové lepidlo
Tanín je organická zlúčenina obsahujúca polyfenolické skupiny, ktorá je široko zastúpená v stonke, kôre, koreňoch, listoch a plodoch rastlín. Získava sa najmä zo zvyškov kôry pri spracovaní dreva a rastlín s vysokým obsahom tanínu. Tanín, formaldehyd a voda sa zmiešajú a zahrejú, čím sa získa tanínová živica, potom sa pridá tvrdidlo a plnivo a rovnomerným miešaním sa získa tanínové lepidlo.
Tanínové lepidlo má dobrú odolnosť voči starnutiu vplyvom tepla a vlhkosti a jeho vlastnosti pri lepení dreva sú podobné ako u fenolového lepidla. Používa sa hlavne na lepenie dreva atď.
lignínové lepidlo
Lignín je jednou z hlavných zložiek dreva a jeho obsah tvorí približne 20 – 40 % dreva, čo je druhé najväčšie množstvo hneď po celulóze. Je ťažké extrahovať lignín priamo z dreva a jeho hlavným zdrojom je odpadová buničina, ktorá je mimoriadne bohatá na zdroje.
Lignín sa nepoužíva samostatne ako lepidlo, ale ako fenolový živicový polymér získaný pôsobením fenolovej skupiny lignínu a formaldehydu ako lepidla. Na zlepšenie odolnosti voči vode sa môže použiť v kombinácii s izopropánepoxidovými izokyanátom s obsahom kruhov, stupidným fenolom, rezorcinolom a inými zlúčeninami. Lignínové lepidlá sa používajú hlavne na lepenie preglejky a drevotriesky. Má však vysokú viskozitu a sýtu farbu a po zlepšení sa môže rozšíriť rozsah použitia.
Arabská guma
Arabská guma, tiež známa ako akáciová guma, je výluček z čeľade divokého agátu. Pomenovaná je podľa jej bohatej produkcie v arabských krajinách. Arabská guma sa skladá prevažne z polysacharidov s nižšou molekulovou hmotnosťou a akáciových glykoproteínov s vyššou molekulovou hmotnosťou. Vďaka dobrej rozpustnosti arabskej gumy vo vode je jej formulácia veľmi jednoduchá a nevyžaduje ani teplo, ani urýchľovače. Arabská guma extrémne rýchlo schne. Môže sa použiť na lepenie optických šošoviek, lepenie pečiatok, vkladanie ochranných známok, lepenie obalov potravín a ako pomocné látky na tlač a farbenie.
Anorganické lepidlo
Lepidlá vyrobené s anorganickými látkami, ako sú fosfáty, fosforečnany, sírany, soli bóru, oxidy kovov atď., sa nazývajú anorganické lepidlá. Ich vlastnosti:
(1) Odolnosť voči vysokej teplote, odolá teplote 1000 ℃ alebo vyššej:
(2) Dobré vlastnosti proti starnutiu:
(3) Malé zmrštenie
(4) Vysoká krehkosť. Modul pružnosti je o niekoľko rádov vyšší ako u organických lepidiel:
(5) Odolnosť voči vode, kyselinám a zásadám je slabá.
Viete? Lepidlá majú okrem lepenia aj iné využitie.
Protikorózna ochrana: Parné potrubia lodí sú väčšinou pokryté hlinitokremičitanom a azbestom, aby sa dosiahla tepelná izolácia, ale v dôsledku úniku alebo striedania chladu a tepla sa vytvára kondenzovaná voda, ktorá sa hromadí na vonkajšej stene spodných parných potrubí; a parné potrubia sú dlhodobo vystavené vysokým teplotám, rozpustným soliam, čo má za následok koróziu vonkajšej steny.
Na tento účel sa lepidlá série vodného skla môžu použiť ako náterové materiály na spodnej vrstve hlinitokremičitanu, čím sa vytvorí povlak so štruktúrou podobnou smaltu. Pri mechanickej inštalácii sa komponenty často spájajú skrutkami. Dlhodobé vystavenie skrutkovaných zariadení vzduchu môže spôsobiť koróziu v štrbinách. V procese mechanickej práce sa niekedy skrutky uvoľnia v dôsledku silných vibrácií.
Na vyriešenie tohto problému je možné spojovacie komponenty v mechanickej inštalácii spojiť anorganickými lepidlami a potom spojiť skrutkami. To môže nielen zohrávať úlohu pri vystužení, ale aj pri ochrane proti korózii.
Biomedicínske: Zloženie materiálu hydroxyapatit biokeramika je blízke anorganickej zložke ľudskej kosti, má dobrú biokompatibilitu, dokáže tvoriť silnú chemickú väzbu s kosťou a je ideálnym materiálom na náhradu tvrdého tkaniva.
Avšak všeobecný modul pružnosti pripravených implantátov HA je vysoký, pevnosť nízka a aktivita nie je ideálna. Zvolí sa lepidlo na báze fosfátového skla a prášok surového materiálu HA sa spája pri nižšej teplote, ako je tradičná teplota spekania, pôsobením lepidla, čím sa znižuje modul pružnosti a zabezpečuje sa aktivita materiálu.
Spoločnosť Cohesion Technologies Ltd. oznámila, že vyvinula tmel Coseal, ktorý sa dá použiť na kardiochirurgické lepenie a ktorý sa úspešne používa klinicky. Porovnávacím použitím 21 prípadov kardiochirurgických operácií v Európe sa zistilo, že použitie tmelu Coseal významne znížilo chirurgické zrasty v porovnaní s inými metódami. Následné predbežné klinické štúdie ukázali, že tmel Coseal má veľký potenciál v kardiochirurgickej, gynekologickej a brušnej chirurgii.
Aplikácia lepidiel v medicíne je známa ako nový bod rastu v priemysle lepidiel. Štrukturálne lepidlo zložené z epoxidovej živice alebo nenasýteného polyesteru.
V obrannej technológii: Ponorky typu stealth sú jedným zo symbolov modernizácie námorného vybavenia. Dôležitou metódou utajenia ponoriek je položenie zvukovoizolačných dlaždíc na plášť ponorky. Zvukovoizolačné dlaždice sú druh gumy so zvukovoizolačnými vlastnosťami.
Aby sa dosiahlo pevné spojenie tlmiča výfuku a oceľového plechu steny lode, je potrebné použiť lepidlo. Používa sa vo vojenskej oblasti: údržba tankov, montáž vojenských lodí, ľahké bombardéry vojenských lietadiel, lepenie tepelnoizolačných vrstiev raketových hlavíc, príprava maskovacích materiálov, boj proti terorizmu a boj proti terorizmu.
Je to úžasné? Nepozerajte sa na naše malé lepidlo, je v ňom veľa vedomostí.
Hlavné fyzikálne a chemické vlastnosti lepidla
Prevádzkový čas
Maximálny časový interval medzi zmiešaním lepidla a spárovaním lepených častí
Počiatočný čas vytvrdzovania
Čas do dosiahnutia odstrániteľnej pevnosti umožňuje dostatočnú pevnosť na manipuláciu s spojmi vrátane premiestňovania častí z prípravkov
plný čas vytvrdnutia
Čas potrebný na dosiahnutie konečných mechanických vlastností po zmiešaní lepidla
doba skladovania
Za určitých podmienok si lepidlo stále zachováva svoje manipulačné vlastnosti a skladovateľnosť stanovenej pevnosti.
pevnosť väzby
Pôsobením vonkajšej sily je potrebné napätie, aby sa rozhranie medzi lepidlom a priľnutým materiálom v lepivej časti alebo v jej blízkosti porušilo.
Pevnosť v šmyku
Pevnosť v šmyku sa vzťahuje na šmykovú silu, ktorú môže lepený povrch jednotky odolať, keď je lepený diel poškodený, a jej jednotka sa vyjadruje v MPa (N/mm2).
Nerovnomerná pevnosť v odtrhu
Maximálne zaťaženie, ktoré spoj znesie pri nerovnomernom pôsobení odtrhovej sily, pretože zaťaženie je väčšinou sústredené na dva okraje alebo jeden okraj lepiacej vrstvy a sila je na jednotku dĺžky, a nie na jednotku plochy, pričom jednotka je kN/m.
Pevnosť v ťahu
Pevnosť v ťahu, známa aj ako rovnomerná odtrhová pevnosť a kladná pevnosť v ťahu, sa vzťahuje na ťahovú silu na jednotku plochy, keď je adhézia poškodená silou, a jednotka sa vyjadruje v MPa (N/mm2).
pevnosť v odlupovaní
Pevnosť v odlupovaní je maximálne zaťaženie na jednotku šírky, ktoré sú spájané časti schopné odolať pri oddelení za špecifikovaných podmienok odlupovania, a jej jednotka sa vyjadruje v kN/m.
Čas uverejnenia: 25. apríla 2024