تحليل موجز للأنواع والخصائص الفيزيائية والكيميائية الرئيسية للمواد اللاصقة

المواد اللاصقة الطبيعية هي مواد لاصقة شائعة الاستخدام في حياتنا. وفقًا لمصادر مختلفة، يمكن تقسيمها إلى غراء حيواني وغراء نباتي وغراء معدني. يشمل الغراء الحيواني غراء الجلد، وغراء العظام، والشيلاك، وغراء الكازين، وغراء الألبومين، وغراء مثانة الأسماك، وما إلى ذلك؛ يشمل الغراء النباتي النشا والدكسترين والصنوبري والصمغ العربي والمطاط الطبيعي وما إلى ذلك؛ يشمل الغراء المعدني الشمع المعدني والانتظار الأسفلت. نظرًا لمصادره الوفيرة وسعره المنخفض وسميته المنخفضة، فإنه يستخدم على نطاق واسع في الأثاث وتجليد الكتب والتعبئة والتغليف ومعالجة الحرف اليدوية.

لاصق النشا

بعد دخول مادة النشا اللاصقة إلى القرن الحادي والعشرين، سيصبح الأداء البيئي الجيد للمادة سمة رئيسية للمادة الجديدة. النشا هو مورد طبيعي متجدد غير سام وغير ضار ومنخفض التكلفة وقابل للتحلل وصديق للبيئة. ويستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات. في السنوات الأخيرة بشكل خاص، تتطور تكنولوجيا الإنتاج الصناعي للمواد اللاصقة في العالم في اتجاه توفير الطاقة، والتكلفة المنخفضة، وعدم وجود قدر من الضرر، واللزوجة العالية وعدم وجود مذيبات.

كنوع من منتجات حماية البيئة الخضراء، جذبت مادة النشا اللاصقة اهتمامًا واسع النطاق واهتمامًا كبيرًا في صناعة المواد اللاصقة. فيما يتعلق بتطبيق وتطوير المواد اللاصقة النشا، فإن احتمالات المواد اللاصقة النشا المؤكسدة بواسطة نشا الذرة واعدة، والبحث والتطبيق هما الأكثر.

في الآونة الأخيرة، يتم استخدام النشا كمادة لاصقة بشكل رئيسي في منتجات الورق والورق، مثل ختم الكرتون والكرتون، ووضع العلامات، ولصق الطائرة، والأظرف اللاصقة، وربط الأكياس الورقية متعددة الطبقات، وما إلى ذلك.

يتم تقديم العديد من المواد اللاصقة النشا الشائعة أدناه:

لاصق النشا المؤكسد

إن مادة الجيلاتين المحضرة من خليط النشا المعدل مع درجة منخفضة من البلمرة التي تحتوي على مجموعة ألدهيد ومجموعة الكربوكسيل والماء تحت تأثير الأكسدة عن طريق التسخين أو الجيلاتين في درجة حرارة الغرفة هي مادة لاصقة نشا محملة. بعد أكسدة النشا، يتم تشكيل النشا المؤكسد مع قابلية الذوبان في الماء، وقابلية البلل والالتصاق.

كمية المؤكسد صغيرة، ودرجة الأكسدة غير كافية، والكمية الإجمالية للمجموعات الوظيفية الجديدة الناتجة عن النشا تنخفض، وتزداد لزوجة المادة اللاصقة، وتنخفض اللزوجة الأولية، والسيولة سيئة. له تأثير كبير على الحموضة والشفافية ومحتوى الهيدروكسيل في المادة اللاصقة.

مع إطالة زمن التفاعل، تزداد درجة الأكسدة، ويزداد محتوى مجموعة الكربوكسيل، وتقل لزوجة المنتج تدريجيًا، لكن الشفافية تتحسن أكثر فأكثر.

لاصق النشا الأستير

المواد اللاصقة النشا الأسترة هي مواد لاصقة نشا غير قابلة للتحلل، والتي تمنح النشا مجموعات وظيفية جديدة من خلال تفاعل الأسترة بين مجموعات الهيدروكسيل من جزيئات النشا والمواد الأخرى، وبالتالي تحسين أداء المواد اللاصقة النشا. نظرًا للربط الجزئي للنشا الأسترة، يتم زيادة اللزوجة، ويكون استقرار التخزين أفضل، ويتم تحسين خصائص مقاومة الرطوبة والمضادة للفيروسات، ويمكن للطبقة اللاصقة أن تتحمل الحركة العالية والمنخفضة والبديلة.

لاصق النشا المطعمة

تطعيم النشا هو استخدام الطرق الفيزيائية والكيميائية لجعل سلسلة النشا الجزيئية تولد جذور حرة، وعندما تواجه مونومرات البوليمر، يتم تشكيل تفاعل متسلسل. يتم إنشاء سلسلة جانبية مكونة من مونومرات البوليمر على السلسلة الرئيسية للنشا.

من خلال الاستفادة من ميزة أن كل من جزيئات البولي إيثيلين والنشا تحتوي على مجموعات هيدروكسيل، يمكن تكوين روابط هيدروجينية بين كحول البولي فينيل وجزيئات النشا، والتي تلعب دور "التطعيم" بين كحول البولي فينيل وجزيئات النشا، بحيث يكون لاصق النشا الناتج أكثر التصاق جيد وسيولة وخصائص مضادة للتجمد.

نظرًا لأن لاصق النشا عبارة عن لاصق بوليمر طبيعي، فهو منخفض السعر وغير سام ولا طعم له ولا يسبب أي تلوث للبيئة، لذلك تم بحثه وتطبيقه على نطاق واسع. في الآونة الأخيرة، يتم استخدام المواد اللاصقة النشا بشكل رئيسي في الورق والأقمشة القطنية والأظرف والملصقات والكرتون المموج.

لاصق السليلوز

مشتقات إيثر السليلوز المستخدمة كمواد لاصقة تشمل بشكل رئيسي ميثيل السليلوز، إيثيل السليلوز، هيدروكسي إيثيل السليلوز، كربوكسي ميثيل السليلوز وغيرها من إيثيل السليلوز (EC): هو إيثر ألكيل السليلوز غير الأيوني لدن بالحرارة، غير قابل للذوبان في الماء.

إنه يتمتع بثبات كيميائي جيد، ومقاومة قوية للقلويات، وعزل كهربائي ممتاز وريولوجيا ميكانيكية، وله خصائص الحفاظ على القوة والمرونة في درجات الحرارة العالية والمنخفضة. إنه متوافق بسهولة مع الشمع والراتنج والملدنات وما إلى ذلك، مثل الورق والمطاط والجلود والمواد اللاصقة للأقمشة.

ميثيل السليلوز (CMC): الأثير السليلوز الأيوني. في صناعة النسيج، غالبًا ما يتم استخدام CMC لاستبدال النشا عالي الجودة كعامل تحجيم للأقمشة. المنسوجات المطلية بـ CMC يمكن أن تزيد من النعومة وتحسن بشكل كبير خصائص الطباعة والصباغة. "في صناعة المواد الغذائية، تتمتع مجموعة متنوعة من الآيس كريم المضافة مع CMC بثبات جيد في الشكل، وسهلة التلوين، وليس من السهل تليينها. كمادة لاصقة، يتم استخدامه لصنع الملقط، وصناديق الورق، وأكياس الورق، وورق الحائط والخشب الاصطناعي.

استر السليلوزالمشتقات: بشكل رئيسي النيتروسليلوز وخلات السليلوز. النيتروسليلوز: المعروف أيضًا باسم نترات السليلوز، يتراوح محتواه من النيتروجين بشكل عام بين 10٪ و 14٪ بسبب درجات الأسترة المختلفة.

يُعرف المحتوى العالي منه عمومًا باسم قطن النار، والذي تم استخدامه في صناعة البارود الغروي الذي لا يدخن. يُعرف المحتوى المنخفض عادةً باسم الكولوديون. وهو غير قابل للذوبان في الماء، ولكنه قابل للذوبان في مذيب مختلط من الكحول الإيثيلي والأثير، ويكون المحلول هو الكولوديون. نظرًا لأن مذيب الكولوديون يتبخر ويشكل طبقة صلبة، فإنه غالبًا ما يستخدم لإغلاق الزجاجات وحماية الجروح وأول شريط سينمائي بلاستيكي في التاريخ.

إذا تمت إضافة كمية مناسبة من راتنج الألكيد كمعدل وتم استخدام كمية مناسبة من الكافور كعامل تشديد، فإنه يصبح مادة لاصقة من النيتروسليلوز، والتي غالبا ما تستخدم لربط الورق والقماش والجلود والزجاج والمعادن والسيراميك.

خلات السليلوز: المعروف أيضا باسم خلات السليلوز. في وجود محفز حمض الكبريتيك، يتم خلات السليلوز مع خليط من حمض الأسيتيك والإيثانول، ثم يضاف حمض الأسيتيك المخفف لتحلل المنتج إلى درجة الأسترة المطلوبة.

بالمقارنة مع النيتروسليلوز، يمكن استخدام خلات السليلوز لصياغة مواد لاصقة قائمة على المذيبات لربط المنتجات البلاستيكية مثل النظارات والألعاب. بالمقارنة مع نترات السليلوز، فهي تتمتع بمقاومة لزوجة ومتانة ممتازة، ولكنها تتميز بمقاومة ضعيفة للأحماض ومقاومة للرطوبة ومقاومة للطقس.

غراء البروتين

لاصق البروتين هو نوع من المواد اللاصقة الطبيعية التي تحتوي على مواد تحتوي على البروتين كمواد خام رئيسية. يمكن تصنيع المواد اللاصقة من البروتين الحيواني والبروتين النباتي. وفقًا للبروتين المستخدم، فهو ينقسم إلى بروتين حيواني (صمغ الفين، جيلاتين، صمغ بروتيني معقد، زلال) وبروتين نباتي (صمغ الفول، إلخ). بشكل عام، تتميز بتوتر روابط عالي عندما تكون جافة وتستخدم في صناعة الأثاث وإنتاج المنتجات الخشبية. ومع ذلك، فإن مقاومتها للحرارة ومقاومتها للماء ضعيفة، ومن أهمها المواد اللاصقة البروتينية الحيوانية.

غراء بروتين الصويا: لا يعد البروتين النباتي مادة خام غذائية مهمة فحسب، بل يحتوي أيضًا على مجموعة واسعة من التطبيقات في المجالات غير الغذائية. تم تطويره باستخدام مواد لاصقة بروتين الصويا، في وقت مبكر من عام 1923، تقدم جونسون بطلب للحصول على براءة اختراع للمواد اللاصقة بروتين الصويا.

في عام 1930، لم يتم استخدام لاصق لوح راتينج الفينول بروتين فول الصويا (DuPont Mass Division) على نطاق واسع بسبب ضعف قوة الترابط وارتفاع تكلفة الإنتاج.

في العقود الأخيرة، بسبب توسع سوق المواد اللاصقة، جذبت حموضة موارد النفط العالمية والتلوث البيئي الانتباه، مما جعل صناعة المواد اللاصقة تعيد النظر في المواد اللاصقة الطبيعية الجديدة، مما أدى إلى أن تصبح المواد اللاصقة لبروتين فول الصويا مرة أخرى نقطة ساخنة للبحث.

لاصق فول الصويا غير سام، ولا طعم له، وسهل الاستخدام، ولكنه يتمتع بمقاومة ضعيفة للماء. يمكن أن تؤدي إضافة 0.1% إلى 1.0% (كتلة) من عوامل الارتباط المتقاطع مثل الثيوريا، وثاني كبريتيد الكربون، وكبريتيد ثلاثي كربوكسي ميثيل، وما إلى ذلك إلى تحسين مقاومة الماء، وصنع مواد لاصقة لربط الخشب وإنتاج الخشب الرقائقي.

أصماغ البروتين الحيواني: تُستخدم الأصماغ الحيوانية على نطاق واسع في صناعة الأثاث ومعالجة الأخشاب. تشمل المنتجات شائعة الاستخدام الأثاث مثل الكراسي والطاولات والخزائن والنماذج والألعاب والسلع الرياضية والطوابق.

تشمل المواد اللاصقة الحيوانية السائلة الأحدث التي تحتوي على مواد صلبة بنسبة 50-60% أنواعًا سريعة المعالجة وبطيئة المعالجة، والتي تستخدم في ربط ألواح إطارات الخزانات الصلبة، وتجميع المنازل المتنقلة، والشرائح الصلبة، وغيرها من الحيوانات الحرارية الأقل تكلفة. مناسبات الطلب اللاصقة الصغيرة والمتوسطة على الغراء.

الغراء الحيواني هو نوع أساسي من المواد اللاصقة المستخدمة في الأشرطة اللاصقة. يمكن استخدام هذه الأشرطة لأكياس التجزئة الخفيفة الشائعة بالإضافة إلى الأشرطة شديدة التحمل مثل ختم أو تعبئة الألياف الصلبة والصناديق المموجة للشحنات التي تتطلب عمليات ميكانيكية سريعة وقوة ربط عالية تدوم طويلاً.

في هذا الوقت، تكون كمية غراء العظام كبيرة، وغالبًا ما يستخدم غراء الجلد بمفرده أو مع غراء العظام. وفقًا لموقع Coating Online، فإن المادة اللاصقة المستخدمة عمومًا تحتوي على محتوى صلب يبلغ حوالي 50%، ويمكن خلطها مع الدكسترين بنسبة 10% إلى 20% من كتلة الغراء الجافة، بالإضافة إلى كمية صغيرة من عامل الترطيب، والملدنات، مثبط الهلام (عند الضرورة).

عادةً ما يتم خلط المادة اللاصقة (60~63 درجة مئوية) مع الطلاء على الورق الخلفي، وتكون كمية ترسيب المواد الصلبة عمومًا 25% من كتلة قاعدة الورق. يمكن تجفيف الشريط المبلل تحت التوتر باستخدام بكرات مسخنة بالبخار أو باستخدام سخانات الهواء المباشرة القابلة للتعديل.

بالإضافة إلى ذلك، تشمل تطبيقات الغراء الحيواني تصنيع ورق الصنفرة والمواد الكاشطة للشاش، وتغيير حجم المنسوجات والورق وطلاءها، وتجليد الكتب والمجلات.

لاصق التانين

التانين هو مركب عضوي يحتوي على مجموعات البوليفينول، وهو موجود على نطاق واسع في الجذع واللحاء والجذور والأوراق وثمار النباتات. يتم الحصول بشكل رئيسي على قصاصات لحاء معالجة الأخشاب والنباتات التي تحتوي على نسبة عالية من التانين. يتم خلط التانين والفورمالدهيد والماء وتسخينهم للحصول على راتنج التانين، ثم تتم إضافة عامل المعالجة والحشو، ويتم الحصول على لاصق التانين عن طريق التحريك بالتساوي.

يتمتع لاصق التانين بمقاومة جيدة للحرارة والرطوبة، كما أن أداء لصق الخشب يشبه أداء المادة اللاصقة الفينولية. وهي تستخدم أساسا للصق الخشب، الخ.

لاصق اللجنين

يعد اللجنين أحد المكونات الرئيسية للخشب، ويمثل محتواه حوالي 20-40٪ من الخشب، ويأتي في المرتبة الثانية بعد السليلوز. من الصعب استخلاص اللجنين مباشرة من الخشب، والمصدر الرئيسي هو سائل نفايات اللب، وهو غني جدًا بالموارد.

لا يستخدم اللجنين كمادة لاصقة وحدها، ولكن بوليمر راتنج الفينول يتم الحصول عليه عن طريق عمل المجموعة الفينولية من اللجنين والفورمالدهيد كمادة لاصقة. من أجل تحسين مقاومة الماء، يمكن استخدامه مع الأيزوبروبان الإيبوكسي إيزوسيانات المحمل بالحلقة والفينول الغبي والريسورسينول ومركبات أخرى. تستخدم المواد اللاصقة اللجنين بشكل رئيسي لربط الخشب الرقائقي والحبيبي. ومع ذلك، فإن لزوجته عالية ولونه عميق، وبعد التحسين يمكن توسيع نطاق التطبيق.

الصمغ العربي

الصمغ العربي، المعروف أيضًا باسم صمغ السنط، هو إفرازات من شجرة عائلة الجراد البري. سمي بهذا الاسم نظراً لكثرة إنتاجه في الدول العربية. يتكون الصمغ العربي بشكل رئيسي من السكريات ذات الوزن الجزيئي المنخفض والبروتينات السكرية ذات الوزن الجزيئي العالي من السنط. نظرًا لقابلية الصمغ العربي للذوبان في الماء بشكل جيد، فإن تركيبته بسيطة جدًا، ولا تتطلب حرارة أو مسرعات. يجف الصمغ العربي بسرعة كبيرة. يمكن استخدامه لربط العدسات البصرية، لصق الطوابع، لصق ملصقات العلامات التجارية، تغليف المواد الغذائية ومساعدي الطباعة والصباغة.

مادة لاصقة غير عضوية

تسمى المواد اللاصقة المصنعة من مواد غير عضوية، مثل الفوسفات والفوسفات والكبريتات وأملاح البورون وأكاسيد المعادن وما إلى ذلك، بمواد لاصقة غير عضوية. خصائصه:

(1) مقاومة درجات الحرارة العالية، يمكن أن تتحمل 1000 درجة مئوية أو درجة حرارة أعلى:
(2) خصائص جيدة لمكافحة الشيخوخة:
(3) انكماش صغير
(4) هشاشة كبيرة. المعامل المرن أعلى بكثير من المواد اللاصقة العضوية:
(5) مقاومة الماء ومقاومة الأحماض والقلويات ضعيفة.

هل تعلم؟ المواد اللاصقة لها استخدامات أخرى إلى جانب الالتصاق.

مقاومة التآكل: يتم تغطية أنابيب البخار الخاصة بالسفن في الغالب بسليكات الألومنيوم والأسبستوس لتحقيق العزل الحراري، ولكن بسبب التسرب أو تناوب البرد والحرارة، يتولد الماء المتكثف، الذي يتراكم على الجدار الخارجي لأنابيب البخار السفلية؛ وتتعرض أنابيب البخار لدرجة حرارة عالية لفترة طويلة، ويكون دور الأملاح الذائبة في تآكل الجدار الخارجي خطيراً جداً.

ولتحقيق هذه الغاية، يمكن استخدام المواد اللاصقة من سلسلة الزجاج المائي كمواد طلاء على الطبقة السفلية من سيليكات الألومنيوم لتشكيل طلاء بهيكل يشبه المينا. في التركيب الميكانيكي، غالبًا ما يتم تثبيت المكونات بمسامير. قد يؤدي التعرض للهواء على المدى الطويل للأجهزة المثبتة بمسامير إلى تآكل الشقوق. في عملية العمل الميكانيكي، في بعض الأحيان يتم فك البراغي بسبب الاهتزاز الشديد.

من أجل حل هذه المشكلة، يمكن ربط مكونات التوصيل بمواد لاصقة غير عضوية في التركيب الميكانيكي، ومن ثم توصيلها بمسامير. وهذا لا يمكن أن يلعب دورًا في التعزيز فحسب، بل يلعب أيضًا دورًا في مقاومة التآكل.

الطبية الحيوية: إن تركيبة مادة السيراميك الحيوي هيدروكسيباتيت قريبة من المكون غير العضوي للعظام البشرية، ولها توافق حيوي جيد، ويمكن أن تشكل رابطة كيميائية قوية مع العظام، وهي مادة بديلة مثالية للأنسجة الصلبة.

ومع ذلك، فإن معامل المرونة العام لزراعة HA المعدة مرتفع والقوة منخفضة، والنشاط ليس مثاليًا. يتم اختيار لاصق الزجاج الفوسفاتي، ويتم ربط مسحوق المواد الخام HA معًا عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة التلبيد التقليدية من خلال عمل المادة اللاصقة، وبالتالي تقليل معامل المرونة وضمان نشاط المادة.

أعلنت شركة Cohesion Technologies Ltd. أنها قامت بتطوير مادة مانعة للتسرب Coseal يمكن استخدامها للترابط القلبي وتم استخدامها بنجاح سريريًا. ومن خلال الاستخدام المقارن لـ 21 حالة من حالات جراحة القلب في أوروبا، وجد أن استخدام جراحة الكوسيل قلل بشكل كبير من الالتصاقات الجراحية مقارنة بالطرق الأخرى. وأظهرت الدراسات السريرية الأولية اللاحقة أن مادة Coseal المانعة للتسرب لها إمكانات كبيرة في جراحة القلب وأمراض النساء والبطن.

يُعرف تطبيق المواد اللاصقة في الطب بأنه نقطة نمو جديدة في صناعة المواد اللاصقة. غراء هيكلي يتكون من راتنجات الايبوكسي أو البوليستر غير المشبع.

في مجال التكنولوجيا الدفاعية: الغواصات الشبح هي أحد رموز تحديث المعدات البحرية. إحدى الطرق المهمة لتخفي الغواصة هي وضع بلاط ممتص للصوت على هيكل الغواصة. البلاط الممتص للصوت هو نوع من المطاط ذو خصائص امتصاص الصوت.

من أجل تحقيق مزيج ثابت من بلاط كاتم الصوت واللوحة الفولاذية لجدار القارب، من الضروري الاعتماد على المادة اللاصقة. تستخدم في المجال العسكري: صيانة الدبابات، تجميع القوارب العسكرية، قاذفات القنابل الخفيفة للطائرات العسكرية، ربط طبقة الحماية الحرارية للرؤوس الحربية الصاروخية، إعداد مواد التمويه، مكافحة الإرهاب ومكافحة الإرهاب.

هل هو مذهل؟ لا تنظر إلى المادة اللاصقة الصغيرة الخاصة بنا، فهي تحتوي على الكثير من المعرفة.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية الرئيسية للمادة اللاصقة

وقت العملية

الحد الأقصى للفاصل الزمني بين خلط المادة اللاصقة وإقران الأجزاء المراد ربطها

وقت المعالجة الأولي

يسمح الوقت اللازم لإزالة القوة بالقوة الكافية للتعامل مع الروابط، بما في ذلك الأجزاء المتحركة من التركيبات

وقت العلاج الكامل

الوقت اللازم لتحقيق الخواص الميكانيكية النهائية بعد خلط المادة اللاصقة

فترة التخزين

في ظل ظروف معينة، لا يزال بإمكان المادة اللاصقة الحفاظ على خصائص المعالجة ووقت التخزين بالقوة المحددة

قوة السندات

تحت تأثير القوة الخارجية، فإن الضغط المطلوب يؤدي إلى انهيار السطح البيني بين المادة اللاصقة والمادة الملتصقة في الجزء اللاصق أو بالقرب منه

قوة القص

تشير قوة القص إلى قوة القص التي يمكن أن يتحملها سطح رابطة الوحدة عند تلف جزء الترابط، ويتم التعبير عن وحدتها بـ MPa (N/mm2)

قوة سحب غير متساوية

أقصى حمل يمكن أن يتحمله المفصل عند تعرضه لقوة سحب غير متساوية، لأن الحمل يتركز في الغالب على حافتين أو حافة واحدة من الطبقة اللاصقة، وتكون القوة لكل وحدة طول وليس لكل وحدة مساحة، والوحدة هو كيلو نيوتن / م

قوة الشد

تشير قوة الشد، والمعروفة أيضًا بقوة السحب المنتظمة وقوة الشد الإيجابية، إلى قوة الشد لكل وحدة مساحة عندما يتضرر الالتصاق بالقوة، ويتم التعبير عن الوحدة بـ MPa (N / mm2).

قوة قشر

قوة التقشير هي أقصى حمل لكل وحدة عرض يمكن أن تتحمله عند فصل الأجزاء المرتبطة تحت ظروف التقشير المحددة، ويتم التعبير عن وحدتها بـ KN/m