خانه / انواع چسب / شیمی چسب ها

شیمی چسب ها

چسب چیست ؟

چسب ماده ای است که میتواند بین دو سطح اتصال چسبی بوجود آورد. یک اتصال چسبی دو سطح جامد به هم اتصال یافته است که لایه نازکی از یک چسب را شامل می شود . چسبندگی دو جسم به یکدیگر توسط یک جسم پدیده ای است که در آن سطوح اتصال یابنده ممکن است از طریق جذب فیزیکی (برای مثال نیروهای بین سطحی) و یا جذب شیمیایی (مثل نیروهای و اندوالسی ، القائی ، پیوند های هیدروژنی به یکدیگر اتصال یابند.
چسبندگی را میتوان بصورت میزان جذب بین یک سطح جامد و یک فاز دوم هم تعریف نمود . فاز دوم از قطرات خیلی ریز یک مایع ، و یا فیلی پیوسته از یک مایع (یا جامد ) تشکیل یافته است.

تاریخچه استفاده از چسب ها

یکی از قدیمی ترین روش های اتصال اجسام به یکدیگر استفاده از چسب بوده است و آثار گذشته نشان می دهد که حدود سه هزار سال قبل از چسب استفاده می شده است . چسب های قدیمی حالتی شبیه به قیر داشته اند و برای مثال از آنها به صورت ساروج در ساخت برج بابل استفاده شده است تا قرن بیستم تکنولوژی چسب ها پیشرفت بسیار کمی داشته است . در جنگ جهانی دوم قدم های بزرگی برای اتصال فلزات به یکدیگر و به سایر مواد بعلت نیاز شدید به انها برداشته شد برای این منظور از مخلوط رزین فنلی باپلی کلروپرن و یا تیتریل را بر چسب های مفیدی ساخته شد.
در سال ۱۹۵۰ به منظور چسباندن فلزات به یکدیگر تلاشی فراوان شد و نمونه هایی از چسب های اپکسی که قدرت چسبندگی بسیار خوبی به مواد مختلف دارند . تهیه گردید.
تکنولوژی چسب ها در سه دهه اخیر رشد زیادی نموده است . برای مثال . آمار نشان می دهد که در سال ۱۹۶۶ در حدود هفت میلیون پوند چسب در دنیا مصرف شده است که نسبت به مصرف سال ۱۹۶۵ پانزده درصد افزایش داشته است. چسب های ساختمانی از رشد تولید و مصرف بیشتری برخوردارندو فرمولهای جدیدی از این نوع چسب ها همواره برای کاربردهای جدید ارائه می گردد. تولید کنندگان این چسب ها هم برای تولید انواع آنها در رقابت می باشند.
امروزه در دنیا بیش از صدها سازنده و فرمول دهنده چسب وجود دارند و این تعداد روز به روز افزایش می یابد برای مثال صنعت چسب در آمریکا بصورت یک حرفه تخصصی در آمده است که در آن هزاران نفر به کار و فعالیت مشغولند.
کاربردهای متنوع چسب‌
از قرن نوزدهم بتدریج با پیدایش چسب‌های سنتتیک ساخته شده در صنعت پلیمر ، چسب‌های سنتی و گیاهی و حیوانی از صحنه خارج شده است. صنعت چسب به صورت گسترده ای در حال رشد می‌باشد و تعداد محدودی وسایل مدرن ساخت بشر وجود دارد که از چسب در آنها استفاده نشده است. در اتصالات اغلب وسایل از یک جعبه بسیار ساده غلات گرفته تا هواپیمای پیشرفته بوئینگ ۷۴۷ از چسب استفاده شده است.
امکانات بشر می‌تواند بوسیله چسب‌ها اصلاح گردد. این مطلب ، شامل استفاده از سیمان‌های سخت شده توسط UV در دندانپزشکی و سیمان‌های پیوند آکلریلیک در جراحی استخوان می‌باشد. پیشرفت جدیدی که اخیرا در کاربرد چسب حاصل گشت، اتصال ریل‌های فولادی و تراموای جدید شهر منچستر بود. چسب‌ها نه تنها برای موادی که بایستی چسبانده و بهم پیوسته شوند، بلکه در ایجاد چسبندگی برای موادی از قبیل جوهر تحریر ، رنگها و سایر سطوح پوششی ، وسایل بتونه کاری و وجوه میانی در مواد ترکیبی از قبیل فولاد یا بافت پارچه ، در تایرهای لاستیکی و شیشه‌ یا الیاف در پلاستیک‌ها ضروری هستند.

اجزای تشکیل دهنده چسب‌ها

مواد پلیمری
چسب‌ها ، همگی حاوی پلیمر هستند یا پلیمرها در حین سخت شدن چسب‌ها بوسیله واکنش شیمیایی پلیمر شدن افزایشی یا پلیمر شدن تراکمی حاصل می‌شوند. پلیمرها به چسب‌ها قدرت چسبندگی می‌دهند. می‌توان آنها را به صورت رشته‌هایی از واحدهای شیمیایی همانند که بوسیله پیوند کووالانسی به هم متصل شده‌اند، در نظر گرفت.
پلیمرها در دماهای بالا روان می‌گردند و در حلال‌های مناسب حل می‌گردند. خاصیت روان شدن آنها در چسب‌های حرارتی و خاصیت حل شوندگی آنها در چسب‌های بر پایه حلال ، یک امر اساسی می‌باشد. پلیمرهای شبکه‌ای در صورت گرم شدن جریان نمی‌یابند، ممکن است در حلال‌ها متورم گردند، ولی حل نمی‌شوند. تمامی چسب‌های ساختمانی ، شبکه‌ای هستند، زیرا این مورد خزش (تغییر شکل تحت بار ثابت) از بین می‌برد.
افزودنیهای دیگر
بسیاری از چسب‌ها ، علاوه بر مواد پلیمری دارای افزودنیهایی هستند از قبیل:
مواد پایدار کننده در برابر تخریب توسط اکسیژن و UV.
• مواد نرم کننده که قابلیت انعظاف را افزایش می‌دهد و دمای تبدیل شیشه‌ای (Tg ) را کاهش می‌دهد.
• مواد پر کننده معدنی که میزان انقباض در سخت شدن را کاهش می‌دهد و خواص روان شدن را قبل از سخت شدن تغییر می‌دهد و خواص مکانیکی نهایی را بهبود می‌بخشد.
• مواد تغلیظ کننده.
• معرف های جفت کننده سیلانی.
تئوریهای چسبندگی
درباره چسبندگی شش تئوری وجود دارد که عبارتند از:
تئوری جذب فیزیکی
جذب فیزیکی شامل نیروهای وان‌دروالسی در بین سطوح می‌باشد که در بر گیرنده جاذبه‌های بین دو قطبی‌های دائم و دو قطبی القایی و نیروهای لاندن می‌باشد.
تئوری جذب شیمیایی
تئوری پیوند شیمیایی در مورد چسبندگی ، بر اساس تشکیل پیوندهای کووالانسی ، یونی و هیدروژنی بین سطح می‌باشد. مدارکی مبنی بر اینکه پیوندهای کووالانسی با عوامل جفت کنندگی سیلانی تشکیل می‌شود، وجود دارد و ممکن است که چسب‌ها شامل گروههای هیدروکسی یا آمین باشند که با اتم‌های هیدروژن فعال از قبیل گروههای هیدروکسیل ، اگر چوب یا کاغذ اجزا مورد عمل باشند، پیوند هیدروژنی ایجاد می‌کنند.
تئوری نفوذ
تئوری نفوذ این دیدگاه را مطرح می‌کند که پلیمرها هنگام تماس ممکن است در همدیگر نفوذ کنند. بنابراین مرز درونی سرانجام برداشته می‌شود و نفوذ پلیمرها در صورتی اتفاق می‌افتد که زنجیرهای متحرک و سازگار باشند. به عبارت دیگر ، دما باید از دمای تبدیل شیشه‌ای بالاتر رود.
تئوری الکتروستاتیک
تئوری الکتروستاتیک ، از این طرح سرچشمه گرفته است که وقتی دو فلز در تماس با یکدیگر باشند، الکترون‌ها از یکی به دیگری منتقل می‌شوند و بنابراین یک لایه مضاعف الکتریکی تشکیل می‌گردد که نیروی جذب را نشان می‌دهد. چون پلیمرها ، نارسانا هستند، مشکل به نظر می‌رسد که این تئوری برای چسب‌ها کاربرد داشته باشد.
تئوری پیوند درونی مکانیکی
اگر سطحی را که می‌خواهیم روی آن چیزی بچسبانیم، دارای سطحی نامنظم باشد آنگاه ممکن است چسب در ناهمواری‌های سطح ، قبل از سخت شدن داخل شود. این ایده ، باعث ظهور این تئوری شد که به اتصالات چسب با مواد متخلخل از قبیل چوب و نسوجات بسط داده شد. مثالی از این قبیل ، عبارت از استفاده از اتو در لایه چسب و در لباس می‌باشد. لایه چسب‌ها ، حاوی چسب‌های ذوبی هستند که پس از ذوب در پارچه نفوذ می‌کنند.
تئوری لایه مرزی ضعیف
تئوری لایه مرزی ضعیف ، پیشنهاد می‌کند که سطوح تمیز ، پیوندهای قوی‌تری با چسب ایجاد می‌کنند. اما برخی آلودگیها از قبیل زنگ و روغن یا گریسها ، لایه ای ایجاد می‌کنند که چسبندگی ضعیفی دارد. همه آلودگیها ، لایه مرزی ضعیف تشکیل نمی‌دهند، زیرا در برخی حالات ، آنها توسط چسب حل خواهند شد. در این محدوده ، چسب‌های ساختمانی آکریلیک ، برتر از اپوکسیدها هستند و این ، بدلیل توانایی آنها برای حل کردن روغن‌ها و گریس‌ها می‌باشد.
آماده سازی سطح برای چسبندگی
آماده سازی نامناسب یا نادرست سطح ، احتمالا دلیل عمده شکسته شدن اتصالات چسبی می‌باشد. آماده‌ سازی سطح یک جسم با روش‌های زیر انجام می‌گیرد: روش های سائیدگی ، استفاده از حلال‌ها ، تخلیه شعله وکرونا ، حک کردن تفلون ، حک کردن فلزات ، آندی کردن فلزات ، استفاده از چند سازه ها. 

درباره mahanchemical.co

مهندس شیمی پانزده سال تدریس شیمی تولید کننده مواد شیمیایی در قم متولد تیر چهل وسه

پاسخ بدهید