آشنایی با مزایا و معایب چسبهای پلیمری و انواع کاربرد این نوع چسب
چسب مادهای است که سالیان طولانی، بشر از آن برای به هم چسباندن دو سطح در کنار یکدیگر استفاده کرده است. به طوریکه در حال حاضر مادهای بسیار پرکاربرد در صنایع گوناگون محسوب میشود. چسبهای معدنی، گیاهی، دریایی و نیز سایر چسبهای مختلف مانند چسب پلیمری که توسط انسانها ساخته شدهاند، از انواع مختلف چسب به حساب میآیند. اخیراً چسبهای پلیمری برای اتصال اجزای مجموعهها و سازههای متعدد به علت مزایای منحصر به فردی که دارند و همچنین با گسترش کاربرد چسبهای جدید، به طرز چشمگیری مورد استفاده قرار گرفتهاند. در این مطلب سعی میشود بهصورت تخصصی به تعریف چسب، انواع چسبها، کاربرد، مزایا و معایب آنها پرداخته شود.
چسب چیست؟
چسبها ترکیباتی طبیعی و یا مصنوعی هستند که چسبناک بوده و تحت شرایطی سفت میشوند. در بخش مصنوعی همگی حاوی مواد پلیمری هستند. در حقیقت پلیمرها در حین سخت شدن چسبها بهوسیله واکنش شیمیایی پلیمریزاسیون افزایشی و یا پلیمریزاسیون تراکمی، تولید میشوند. علت وجود این پلیمرها در واقع برای افزایش قدرت چسبندگی چسبها است.
در تعریف عام، چسب مادهای است غیر فلزی که از پلیمرهای آلی تشکیل شده است و برای اتصال دو سطح کنار یکدیگر استفاده میشود. یک اتصال چسبی از دو طریق جذب فیزیکی (نیروهای بین سطحی) و یا جذب شیمیایی (مانند نیروهای واندروالسی، القائی و پیوند هیدروژنی) صورت میگیرد. در اینجا آماده کردن سطح مورد نظر برای چسبکاری اولین و اصلیترین اقدام خواهد بود.
سازوکار چسبهای پلیمری
نقش اصلی یک چسب متصل نمودن اجزای تشکیلدهنده دو سطح به هم است. زمانی فرآیند چسبکاری انجام میشود که چسب مورد نظر مایع بوده و به این شکل انجام میگیرد که ابتدا سطح مورد نظر را به چسب آغشته کرده و سپس برای استحکام، آن را بهصورت ساکن، بر روی سطحی که باید متصل شود نگه میدارند تا قوام خود را بهدست آورد.
آمادهسازی نامناسب و یا نادرست سطوح، احتمال شکسته شدن اتصالات چسبی را افزایش میدهد. بنابراین این آمادهسازی سطوح نیازمند مهارت بالا بوده و توسط روشهای زیر انجام میگیرد: روشهای سائیدگی، استفاده از حلالهای مناسب، تخلیه شعله، حک کردن تفلون، حک کردن فلزات، آندی کردن فلزات و استفاده از چند سازه.
اجزای تشکیلدهنده یک چسب بر اساس نوع فرآیند چسبکاری و همچنین نوع جنس سطوح متصلشونده به هم، تعیین میشوند. بهطور کلی یکی از اجزاء چسبها، جزء پایه است که نقش استحکام اتصال چسبی را بر عهده دارد. این جزء پایه، یک پلیمر مصنوعی و یا طبیعی است.
اجزای عمده سازنده یک چسب به غیر از جزء پایه:
- حلال یا رقیقکننده
- کاتالیزورها یا پختکنندهها
- تسریعکنندهها
- بازدارنده و کندکنندهها
- تعدیلکننده یا اصلاحکننده
انواع چسب پلیمری
چسبها اصولاً بر اساس سه نوع دیدگاه تقسیمبندی میشوند؛
دیدگاه اول بر اساس منشأ و نوع ماده بهکار برده شده است که به دو دسته چسبهای پلیمری طبیعی و پلیمری سنتزی تقسیم میشوند.
بر اساس دیدگاه دوم، از نظر ساختار و ماهیتشان پس از پخت به سه دستهی چسبهای ترموست، چسبهای الاستومر و چسبهای ترموپلاست تقسیم میشوند.
و دیدگاه آخر که بر اساس نوع پخت چسبهاست که به دو دستهی چسبهایی که تحت فرآیند شیمیایی و چسبهایی که تحت فرآیند فیزیکی پخت میشوند، تقسیمبندی میشوند.
دستهبندی چسبهای پلیمری بر اساس نوع پخت
۱-پخت چسبها بدون نیاز به آغازگر (فعالکننده)
- چسبهای خشک
- چسبهای گرماذوب (هات ملت)
- چسبهای حساس به فشار (زنده)
- چسبهای بین لایهای
۲-پخت چسبها با کمک آغازگر
- پخت چسب تحت نور UV
- پخت چسب تحت حرارت
- پخت چسب تحت رطوبت
تقسیمبندی چسبها از نظر مواد خام اولیه
مواد خام برای چسبها عمدتاً مواد پلیمری هستند که بهصورت زیر طبقهبندی میشوند.
۱-چسبهای ترموستی
- رزینهای اپوکسی
- رزینهای فنلی
- رزینهای آمینی
- پلییورتانها
- رزینهای سیلیکونی
۲-چسبهای ترموپلاستیکی
- پلیونیل استات
- پلیونیل استال
- پلیآکریلیتها
- سیانو آکریلاتها
- مشتقات سلولز
- چسبهای ترموپلاستیک مذاب (چسبهای حرارتی)
۳-چسبهای رابری
- نیتریل رابر
- نیوپرن
- پلیسولفیدها
۴-چسبهای طبیعی
- گیاهی
- حیوانی
دستهبندی دیگری از چسبهای پلیمری
۱-چسبهایی که توسط واکنش شیمیایی سخت میشوند
مانند: چسبهای اپوکسیدی، فنولیک، تراکمی فرمالدئید، آکریلیک، غیرهوازی، پلیسولفیدی، ساختمانی با پایه لاستیکی، سیلیکونها.
۲–چسبهایی که بدون واکنش شیمیایی سخت میشوند
این دسته خود شامل سه نوع زیر است:
- چسبهایی که در اثر حذف حلال سخت میشوند؛ مانند: چسبهای تماسی و پمادی
- چسبهایی که با از دست دادن آب سخت میشوند؛ مانند: محلولهای آبی و خمیرها و امولوسیونهای آبی
- چسبهایی که بهوسیله سرد شدن سخت میشوند؛ مانند: چسبهای ذوبی، چسبهای حساس به فشارقوی
چسبهای امولسیونی
چسبهایی هستند که فرایند پخت چسب و سخت شدن آن بهوسیله خشک شدن صورت میگیرد این چسبها به دو دستهی پایه آبی و پایه حلال طبقهبندی میشوندکه بیشتر از آنها تحت عنوان چسبهای امولسیونی نام برده میشود.
چسبهای پایه حلال به دو دسته تقسیم میشوند:
- چسبهای اتصال مرطوب
- چسبهای تماسی
- چسبهای پایه آبی
چسبهای پایه آبی به چسبهایی گفته میشود که از آب به عنوان جزء فعال استفاده شده که اتصال با تبخیر آب یا جذب آب توسط ماده زمینه صورت میگیرد. چسبهای پایه آب هم مانند چسبهای پایه حلال به دو دسته تماسی و اتصال مرطوب تقسیم میشود. این انتظار میرود که در دهه ی اخیر چسبهای آبی جایگزین چسبهای پایه حلال شوند.
چسبهای گرما ذوب (هات ملت)
چسبهای گرماذوب در خانواده رزینهای ترموپلاستیک جای دارند که تحت حرارت ذوب میشوند و جریان مییابند و در اثر سرد شدن، چسبندگی و اتصال قوی را با سطح موجود ایجاد میکنند.
انواع مختلفی از چسبهای هات ملت موجود است که در زمینههای مختلف کاربرد دارند؛ از جمله:
- چسبهای هات ملت پایه پلیالفین (پلیاتیلن و پلیپروپیلن) و در زمینه بستهبندی
- چسبهای هات ملت پایه پلیوینیل استات در زمینه صحافی
- چسبهای هات ملت حساس به فشار کاربرد در زمینه محصولات بهداشتی و پزشکی
چسبهای حساس به فشار(PSA)
چسب حساس به فشار به چسبی گفته میشود که اتصال چسب با ماده زمینه با اعمال فشار کمی صورت میگیرد. چسبهای حساس به فشار میتوانند بر پایه حلال، آب یا هات ملت باشند. چسبهای حساس به فشار طیف کاربردی گستردهای دارند که میتوان به صنعت خودرو سازی و داروسازی و حتی صنایع پایه اشاره کرد.
کاربرد چسب پلیمری در صنایع مختلف
چسبها امروزه در بیشتر صنایع مانند صنعت بستهبندی، انواع محصولات غذایی و دارویی و … همچنین در صنایع ساختمانسازی، پزشکی، خودروسازی کاربرد فراوانی دارند. بر اساس آمارها و اطلاعات بهدست آمده در سالهای گذشته، بخش اعظم استفاده از چسبها به صنایع بستهبندی تعلق دارد.
طبق همین آمار، در بین انواع چسبهای مصرفی، چسبهای اکریلیکی بیشترین میزان مصرف را در بازار به خود اختصاص دادهاند.
کاربرد چسب در صنعت بستهبندی
- فیلمهای چند لایه
- برچسب زدن بر روی محصول
- بستهبندی مواد غذایی
کاربرد چسب در صنعت خودروسازی
برای اتصال قسمتهای مختلف مانند سقف، شیشه و پنلهای جانبی از چسب استفاده میشود.
صنایع حمل و نقل
برای تولید محصولات سبک و با کیفیت در صنعت حمل و نقل دریایی و هوایی، استفاده از چسب بسیار با اهمیت شده است.
ساختمان
- چسباندن کاشی و سرامیک
- اتصال کفپوشها
- چسباندن سقفهای پیشساخته و بتنی
مزایای چسبهای پلیمری
وزن کم، قابلیت آببندی، کاهش تعداد قطعات محصول، کاسته شدن زمان مونتاژ، همچنین مقاومت مناسب در برابر خستگی و خوردگی و وجود فرصت جهت تنظیم به موقع مونتاژ قطعات، از جمله مزایای کاربرد چسبها است که موجب شده طراحان بسیاری از این روش برای اتصال قطعات در زمینه مخصوص خود، کمک بگیرند.
از دیگر مزایای چسبهای پلیمری میتوان به اتصال مواد غیر مشابه و لایههای نازک از مواد به همدیگر، زیبایی و حالت آیرودینامیک بر روی سطوح خارجی اتصال اشاره کرد.
معایب
عموماً چسبهای پلیمری بهوسیله آب یا بخار آب سست میشوند. از دیگر نواقص این مواد، میتوان به بازه دمایی محدود بین دمای تبدیل شیشه و تخریب شیمیایی اشاره کرد.
دیدگاهتان را بنویسید