Keo tự nhiên là loại keo được sử dụng phổ biến trong cuộc sống hàng ngày. Theo các nguồn khác nhau, nó có thể được chia thành keo động vật, keo thực vật và keo khoáng. Keo động vật bao gồm keo da, keo xương, sơn cánh kiến, keo casein, keo albumin, keo bong bóng cá, v.v.; keo thực vật bao gồm tinh bột, dextrin, nhựa thông, gôm arabic, cao su tự nhiên, v.v.; keo khoáng bao gồm sáp khoáng, nhựa đường, v.v. Do nguồn cung dồi dào, giá thành thấp và độc tính thấp, nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đồ nội thất, đóng sách, bao bì và chế biến thủ công mỹ nghệ.
keo tinh bột
Sau khi keo tinh bột bước vào thế kỷ 21, đặc tính thân thiện với môi trường của vật liệu sẽ trở thành một yếu tố quan trọng của vật liệu mới. Tinh bột là một nguồn tài nguyên thiên nhiên tái tạo, không độc hại, vô hại, giá thành thấp, có khả năng phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường. Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Đặc biệt trong những năm gần đây, công nghệ sản xuất keo dán trên thế giới đang phát triển theo hướng tiết kiệm năng lượng, chi phí thấp, không gây hại, độ nhớt cao và không cần dung môi.
Là một loại sản phẩm thân thiện với môi trường, keo tinh bột đã thu hút sự quan tâm rộng rãi và lớn trong ngành công nghiệp keo dán. Xét về ứng dụng và phát triển của keo tinh bột, keo tinh bột oxy hóa từ tinh bột ngô có triển vọng rất hứa hẹn, và đang được nghiên cứu và ứng dụng nhiều nhất.
Gần đây, tinh bột được sử dụng chủ yếu như một chất kết dính trong giấy và các sản phẩm từ giấy, chẳng hạn như dán thùng carton và bao bì carton, dán nhãn, dán phẳng, dán phong bì, liên kết túi giấy nhiều lớp, v.v.
Một số loại keo dán tinh bột thông dụng được giới thiệu dưới đây:
Keo tinh bột bị oxy hóa
Chất hồ hóa được điều chế từ hỗn hợp tinh bột biến tính có độ trùng hợp thấp chứa nhóm aldehyd và nhóm carboxyl cùng với nước dưới tác dụng của chất oxy hóa bằng cách đun nóng hoặc hồ hóa ở nhiệt độ phòng là một loại chất kết dính tinh bột. Sau khi tinh bột được oxy hóa, tinh bột oxy hóa sẽ có khả năng hòa tan trong nước, thấm ướt và có tính kết dính.
Lượng chất oxy hóa ít, mức độ oxy hóa không đủ, tổng lượng nhóm chức mới được tạo ra từ tinh bột giảm, độ nhớt của chất kết dính tăng, độ nhớt ban đầu giảm, tính lưu động kém. Điều này ảnh hưởng lớn đến độ axit, độ trong suốt và hàm lượng hydroxyl của chất kết dính.
Khi thời gian phản ứng kéo dài, mức độ oxy hóa tăng lên, hàm lượng nhóm carboxyl tăng lên, và độ nhớt của sản phẩm giảm dần, nhưng độ trong suốt ngày càng tốt hơn.
Keo tinh bột este hóa
Keo tinh bột este hóa là loại keo tinh bột không phân hủy, được tạo ra bằng phản ứng este hóa giữa các nhóm hydroxyl của phân tử tinh bột với các chất khác, giúp tinh bột có thêm các nhóm chức mới, từ đó cải thiện hiệu suất của keo tinh bột. Do sự liên kết chéo một phần của tinh bột este hóa, độ nhớt tăng lên, độ ổn định khi bảo quản tốt hơn, khả năng chống ẩm và kháng virus được cải thiện, và lớp keo có thể chịu được tác động mạnh, yếu và luân phiên.
Keo tinh bột ghép
Ghép tinh bột là sử dụng các phương pháp vật lý và hóa học để làm cho chuỗi phân tử tinh bột sinh ra các gốc tự do, và khi gặp các monome polyme, một phản ứng dây chuyền được hình thành. Một chuỗi nhánh bao gồm các monome polyme được tạo ra trên chuỗi chính của tinh bột.
Tận dụng đặc tính cả phân tử polyetylen và tinh bột đều có nhóm hydroxyl, liên kết hydro có thể được hình thành giữa các phân tử polyvinyl alcohol và tinh bột, đóng vai trò "ghép nối" giữa các phân tử polyvinyl alcohol và tinh bột, nhờ đó chất kết dính tinh bột thu được có độ bám dính, độ lưu động và khả năng chống đông tốt hơn.
Vì keo tinh bột là một loại keo polymer tự nhiên, giá thành thấp, không độc hại, không mùi vị và không gây ô nhiễm môi trường, nên nó đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Gần đây, keo tinh bột chủ yếu được sử dụng trong sản xuất giấy, vải cotton, phong bì, nhãn mác và bìa carton sóng.
Keo dán cellulose
Các dẫn xuất ete xenluloza được sử dụng làm chất kết dính chủ yếu bao gồm metyl xenluloza, etyl xenluloza, hydroxyetyl xenluloza, cacboxymetyl xenluloza và các loại etyl xenluloza khác (EC): là một loại ete ankyl xenluloza không ion, không tan trong nước và có tính chất nhiệt dẻo.
Nó có độ ổn định hóa học tốt, khả năng chống kiềm mạnh, khả năng cách điện và tính lưu biến cơ học tuyệt vời, đồng thời có đặc tính duy trì độ bền và độ dẻo ở nhiệt độ cao và thấp. Nó dễ dàng tương thích với sáp, nhựa, chất hóa dẻo, v.v., được sử dụng làm chất kết dính cho giấy, cao su, da, vải.
Methyl cellulose (CMC)CMC (cellulose ether ion). Trong ngành công nghiệp dệt may, CMC thường được sử dụng để thay thế tinh bột chất lượng cao làm chất hồ vải. Vải được phủ CMC có thể tăng độ mềm mại và cải thiện đáng kể các đặc tính in và nhuộm. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, nhiều loại kem có thêm CMC có độ ổn định hình dạng tốt, dễ lên màu và không dễ bị mềm. Là một chất kết dính, nó được sử dụng để làm kẹp, hộp giấy, túi giấy, giấy dán tường và gỗ nhân tạo.
Este xenlulozaCác dẫn xuất: chủ yếu là nitrocellulose và cellulose acetate. Nitrocellulose: Còn được gọi là cellulose nitrate, hàm lượng nitơ của nó thường nằm trong khoảng từ 10% đến 14% do mức độ este hóa khác nhau.
Loại có hàm lượng cao thường được gọi là bông chống cháy, được sử dụng trong sản xuất thuốc súng không khói và thuốc súng dạng keo. Loại có hàm lượng thấp thường được gọi là keo dán. Nó không tan trong nước, nhưng tan trong hỗn hợp dung môi gồm etanol và ete, và dung dịch thu được chính là keo dán. Vì dung môi keo dán bay hơi và tạo thành một lớp màng cứng, nên nó thường được sử dụng làm nút chai, băng bảo vệ vết thương và là chất celluloid nhựa đầu tiên trong lịch sử.
Nếu thêm một lượng nhựa alkyd thích hợp làm chất điều chỉnh và sử dụng một lượng long não thích hợp làm chất làm cứng, nó sẽ trở thành chất kết dính nitrocellulose, thường được sử dụng để dán giấy, vải, da, thủy tinh, kim loại và gốm sứ.
Cellulose axetat: Còn được gọi là cellulose axetat. Với sự có mặt của chất xúc tác axit sulfuric, cellulose được axetat hóa bằng hỗn hợp axit axetic và etanol, sau đó thêm axit axetic loãng để thủy phân sản phẩm đến mức độ este hóa mong muốn.
So với nitrocellulose, cellulose acetate có thể được sử dụng để pha chế chất kết dính gốc dung môi để liên kết các sản phẩm nhựa như kính và đồ chơi. So với cellulose nitrate, nó có khả năng chống biến dạng và độ bền tuyệt vời, nhưng khả năng chống axit, chống ẩm và chống chịu thời tiết kém.
keo protein
Keo protein là một loại keo tự nhiên với các chất chứa protein làm nguyên liệu chính. Keo có thể được làm từ protein động vật và protein thực vật. Theo loại protein được sử dụng, nó được chia thành protein động vật (keo fen, gelatin, keo protein phức hợp và albumin) và protein thực vật (gôm đậu nành, v.v.). Chúng thường có độ bền liên kết cao khi khô và được sử dụng trong sản xuất đồ nội thất và sản xuất các sản phẩm gỗ. Tuy nhiên, khả năng chịu nhiệt và chịu nước của chúng kém, trong đó keo protein động vật có ưu điểm vượt trội hơn.
Keo protein đậu nành: Protein thực vật không chỉ là nguyên liệu thực phẩm quan trọng mà còn có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực phi thực phẩm. Được phát triển dựa trên chất kết dính protein đậu nành, ngay từ năm 1923, Johnson đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho chất kết dính protein đậu nành.
Năm 1930, chất kết dính ván nhựa phenolic protein đậu nành (DuPont Mass Division) không được sử dụng rộng rãi do độ bám dính yếu và chi phí sản xuất cao.
Trong những thập kỷ gần đây, do sự mở rộng của thị trường chất kết dính, vấn đề độ axit của tài nguyên dầu mỏ toàn cầu và ô nhiễm môi trường đã thu hút sự chú ý, khiến ngành công nghiệp chất kết dính phải xem xét lại việc sử dụng các loại chất kết dính tự nhiên mới, dẫn đến việc chất kết dính protein đậu nành một lần nữa trở thành điểm nóng nghiên cứu.
Keo đậu nành không độc hại, không mùi, dễ sử dụng, nhưng khả năng chống nước kém. Việc thêm 0,1%~1,0% (theo khối lượng) chất liên kết ngang như thiourea, carbon disulfide, tricarboxymethyl sulfide, v.v. có thể cải thiện khả năng chống nước, tạo ra loại keo dùng để dán gỗ và sản xuất ván ép.
Keo protein động vật: Keo động vật được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất đồ nội thất và chế biến gỗ. Các sản phẩm thường sử dụng bao gồm đồ nội thất như ghế, bàn, tủ, mô hình, đồ chơi, dụng cụ thể thao và ván lót sàn.
Các loại keo động vật dạng lỏng thế hệ mới với hàm lượng chất rắn từ 50-60% bao gồm cả loại khô nhanh và khô chậm, được sử dụng để dán các tấm khung của tủ ván ép, lắp ráp nhà di động, các loại vật liệu nhiều lớp khó dán và các ứng dụng dán nhiệt khác có giá thành thấp hơn. Nhu cầu sử dụng keo ở các vật liệu có kích thước nhỏ và vừa.
Keo động vật là một loại chất kết dính cơ bản được sử dụng trong băng dính. Loại băng dính này có thể được sử dụng cho các loại túi bán lẻ thông thường, loại nhẹ, cũng như các loại băng dính chịu lực cao như để niêm phong hoặc đóng gói các thùng carton cứng và thùng sóng để vận chuyển hàng hóa, nơi yêu cầu các thao tác cơ học nhanh và độ bám dính cao, lâu dài.
Hiện nay, lượng keo xương cần dùng rất lớn, và keo da thường được sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp với keo xương. Theo Coating Online, chất kết dính được sử dụng thường được pha chế với hàm lượng chất rắn khoảng 50%, và có thể được trộn với dextrin ở mức 10% đến 20% khối lượng keo khô, cũng như một lượng nhỏ chất làm ướt, chất làm dẻo, chất ức chế tạo gel (khi cần thiết).
Keo dán (60~63℃) thường được trộn với sơn trên giấy nền, và lượng chất rắn được phủ thường chiếm 25% khối lượng giấy nền. Băng keo ướt có thể được làm khô bằng lực căng với con lăn gia nhiệt bằng hơi nước hoặc bằng máy sấy khí trực tiếp có thể điều chỉnh.
Ngoài ra, keo động vật còn được ứng dụng trong sản xuất giấy nhám và vật liệu mài mòn dạng lưới, hồ và phủ vải dệt và giấy, cũng như đóng gáy sách và tạp chí.
Chất kết dính tannin
Tanin là một hợp chất hữu cơ chứa các nhóm polyphenol, có nhiều trong thân, vỏ, rễ, lá và quả của thực vật. Chủ yếu được sản xuất từ phế liệu vỏ cây và thực vật có hàm lượng tanin cao. Tanin, formaldehyd và nước được trộn lẫn và đun nóng để thu được nhựa tanin, sau đó thêm chất đóng rắn và chất độn, rồi khuấy đều để thu được keo tanin.
Keo tanin có khả năng chịu nhiệt và độ ẩm tốt, và hiệu suất dán gỗ tương tự như keo phenolic. Nó chủ yếu được sử dụng để dán gỗ, v.v.
chất kết dính lignin
Lignin là một trong những thành phần chính của gỗ, chiếm khoảng 20-40% trọng lượng gỗ, chỉ đứng sau cellulose. Việc chiết xuất lignin trực tiếp từ gỗ rất khó, nguồn chính là từ chất lỏng thải của quá trình sản xuất bột giấy, một nguồn tài nguyên vô cùng phong phú.
Lignin không được sử dụng riêng lẻ làm chất kết dính, mà là một polyme nhựa phenolic thu được nhờ phản ứng giữa nhóm phenolic của lignin và formaldehyde. Để cải thiện khả năng chống nước, nó có thể được sử dụng kết hợp với isopropane epoxy isocyanate, phenol cứng, resorcinol và các hợp chất khác. Chất kết dính lignin chủ yếu được sử dụng để dán ván ép và ván dăm. Tuy nhiên, độ nhớt của nó cao và màu sắc đậm, do đó sau khi cải tiến, phạm vi ứng dụng có thể được mở rộng.
Nhựa cây Ả Rập
Nhựa arabic, còn được gọi là nhựa keo, là chất tiết ra từ cây keo dại. Tên gọi này xuất phát từ sản lượng dồi dào của nó ở các nước Ả Rập. Nhựa arabic chủ yếu bao gồm các polysaccharid có trọng lượng phân tử thấp và các glycoprotein keo có trọng lượng phân tử cao. Do khả năng hòa tan tốt trong nước, việc pha chế nhựa arabic rất đơn giản, không cần nhiệt hay chất xúc tiến. Nhựa arabic khô cực nhanh. Nó có thể được sử dụng để dán thấu kính quang học, dán tem, dán nhãn hiệu, dán bao bì thực phẩm và làm chất phụ trợ trong in ấn và nhuộm.
Chất kết dính vô cơ
Các chất kết dính được pha chế từ các chất vô cơ, chẳng hạn như phosphat, sulfat, muối boron, oxit kim loại, v.v., được gọi là chất kết dính vô cơ. Đặc điểm của nó:
(1) Chịu nhiệt độ cao, có thể chịu được nhiệt độ 1000 ℃ trở lên:
(2) Đặc tính chống lão hóa tốt:
(3) Sự co rút nhỏ
(4) Độ giòn rất lớn. Mô đun đàn hồi cao hơn một bậc so với mô đun đàn hồi của chất kết dính hữu cơ:
(5) Khả năng chống nước, chống axit và kiềm kém.
Bạn có biết không? Keo dán còn có những công dụng khác ngoài việc dán dính.
Chống ăn mòn: Các ống dẫn hơi nước trên tàu thường được phủ bằng nhôm silicat và amiăng để cách nhiệt, nhưng do rò rỉ hoặc sự thay đổi nhiệt độ lạnh và nóng, nước ngưng tụ được tạo ra và tích tụ trên thành ngoài của các ống dẫn hơi nước ở đáy tàu; và khi các ống dẫn hơi nước tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài, các muối hòa tan sẽ gây ra hiện tượng ăn mòn thành ngoài nghiêm trọng.
Để đạt được mục đích này, các chất kết dính thuộc dòng thủy tinh lỏng có thể được sử dụng làm vật liệu phủ trên lớp đáy của nhôm silicat để tạo thành lớp phủ có cấu trúc giống như men. Trong lắp đặt cơ khí, các bộ phận thường được bắt vít. Việc tiếp xúc lâu dài với không khí đối với các thiết bị bắt vít có thể gây ra ăn mòn khe hở. Trong quá trình gia công cơ khí, đôi khi các bu lông bị lỏng do rung động mạnh.
Để giải quyết vấn đề này, các bộ phận kết nối có thể được liên kết bằng chất kết dính vô cơ trong quá trình lắp đặt cơ khí, sau đó được nối với nhau bằng bu lông. Điều này không chỉ có tác dụng gia cường mà còn có tác dụng chống ăn mòn.
Y sinh học: Thành phần của vật liệu gốm sinh học hydroxyapatite gần giống với thành phần vô cơ của xương người, có khả năng tương thích sinh học tốt, có thể tạo liên kết hóa học mạnh với xương và là vật liệu thay thế mô cứng lý tưởng.
Tuy nhiên, mô đun đàn hồi tổng quát của các vật liệu cấy ghép HA được chế tạo thường cao và độ bền thấp, dẫn đến hoạt tính không lý tưởng. Keo dán thủy tinh phosphat được lựa chọn, và bột nguyên liệu HA được liên kết với nhau ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ thiêu kết truyền thống thông qua tác dụng của chất kết dính, nhờ đó làm giảm mô đun đàn hồi và đảm bảo hoạt tính của vật liệu.
Công ty Cohesion Technologies Ltd. thông báo đã phát triển chất keo Coseal có thể được sử dụng để liên kết mô tim và đã được sử dụng thành công trong lâm sàng. Thông qua việc so sánh sử dụng trên 21 trường hợp phẫu thuật tim ở châu Âu, người ta nhận thấy rằng việc sử dụng keo Coseal trong phẫu thuật đã giảm đáng kể tình trạng dính mô sau phẫu thuật so với các phương pháp khác. Các nghiên cứu lâm sàng sơ bộ tiếp theo cho thấy chất keo Coseal có tiềm năng lớn trong phẫu thuật tim, phụ khoa và ổ bụng.
Ứng dụng chất kết dính trong y học được biết đến như một hướng phát triển mới trong ngành công nghiệp chất kết dính. Keo kết cấu được cấu tạo từ nhựa epoxy hoặc polyester không bão hòa.
Trong công nghệ quốc phòng: Tàu ngầm tàng hình là một trong những biểu tượng của sự hiện đại hóa trang thiết bị hải quân. Một phương pháp quan trọng để tàu ngầm tàng hình là gắn các tấm cách âm lên vỏ tàu. Tấm cách âm là một loại cao su có đặc tính hấp thụ âm thanh.
Để tạo sự kết hợp chắc chắn giữa tấm ốp giảm âm và tấm thép của thành thuyền, cần phải sử dụng chất kết dính. Được sử dụng trong lĩnh vực quân sự: bảo dưỡng xe tăng, lắp ráp thuyền quân sự, máy bay ném bom hạng nhẹ, liên kết lớp bảo vệ nhiệt đầu đạn tên lửa, chế tạo vật liệu ngụy trang, chống khủng bố và phòng chống khủng bố.
Thật tuyệt vời phải không? Đừng chỉ nhìn vào cục keo nhỏ bé này, nó chứa đựng rất nhiều kiến thức quý giá.
Các đặc tính vật lý và hóa học chính của chất kết dính
Thời gian hoạt động
Khoảng thời gian tối đa giữa việc trộn keo và ghép các bộ phận cần dán.
Thời gian đông cứng ban đầu
Thời gian đạt đến độ bền có thể tháo rời cho phép đủ độ bền để xử lý các mối nối, bao gồm cả việc tháo các bộ phận ra khỏi đồ gá.
thời gian chữa trị hoàn toàn
Thời gian cần thiết để đạt được các đặc tính cơ học cuối cùng sau khi trộn keo
thời gian lưu trữ
Trong một số điều kiện nhất định, chất kết dính vẫn có thể duy trì các đặc tính thao tác và thời gian bảo quản ở mức độ bền quy định.
độ bền liên kết
Dưới tác động của lực bên ngoài, ứng suất cần thiết để phá vỡ lớp tiếp xúc giữa chất kết dính và vật liệu cần dán trong phần keo hoặc vùng lân cận của nó sẽ xuất hiện.
Cường độ cắt
Cường độ cắt đề cập đến lực cắt mà bề mặt liên kết có thể chịu được khi bộ phận liên kết bị hư hỏng, và đơn vị của nó được biểu thị bằng MPa (N/mm2).
Lực kéo không đồng đều
Tải trọng tối đa mà mối nối có thể chịu được khi chịu lực kéo không đều, vì tải trọng chủ yếu tập trung vào hai cạnh hoặc một cạnh của lớp keo, và lực được tính trên mỗi đơn vị chiều dài chứ không phải trên mỗi đơn vị diện tích, đơn vị là KN/m.
Độ bền kéo
Độ bền kéo, còn được gọi là độ bền kéo đứt đồng nhất và độ bền kéo dương, đề cập đến lực kéo trên một đơn vị diện tích khi liên kết bị phá vỡ do lực tác động, và đơn vị được biểu thị bằng MPa (N/mm2).
độ bền bóc tách
Độ bền bóc tách là tải trọng tối đa trên một đơn vị chiều rộng mà các bộ phận được dán có thể chịu được khi tách ra trong điều kiện bóc tách quy định, và đơn vị của nó được biểu thị bằng KN/m.
Thời gian đăng bài: 25/04/2024