یکی از ارکان اساسی علم چسبندگی، مواد شیمیایی چسب است. علاوه بر هندسه اتصال و سطح زیرلایه، ترکیب شیمیایی چسب نقش زیادی در عملکرد نهایی یک مجموعه پیوندی خواهد داشت. چسب‌ها در فرمت‌های مختلف با مواد شیمیایی مختلف موجود هستند. اغلب، مواد شیمیایی چسب تعیین نمی‌کند که نوار یا چسب مایع انتخاب مناسبی برای یک کاربرد باشد. این تصمیم اغلب بر اساس طراحی مشترک، ویژگی‌های سطح یا فرآیندهای ساخت است. از آنجایی که عامل تعیین کننده اغلب در ناحیه دیگری است، منطقی است که مواد شیمیایی چسب را از دو دسته در نظر بگیریم: چسب مایع و نوار. در ادامه به معرفی انواع چسب بر اساس مواد شیمایی چسب می‌پردازیم.
چسب چیست؟
در ادامه به توضیح مختصری در مورد مفهوم چسبندگی می‌پردازیم. ابتدا عواملی که قدرت چسبندگی را تعیین می‌کنند را در نظر می‌گیریم. استحکام چسب عامل مهمی در الزامات طراحی شما خواهد بود.
مواد شیمیایی چسب
در زیر لیستی از مواد شیمیایی چسب است که به صورت متداول استفاده می‌شوند. مواد شیمیایی فهرست شده در اینجا، متداول ترین مواد شیمیایی مورد استفاده برای کاربردهای باندینگ با مهندسی بالا هستند. مواد شیمیایی چسب و نوار هر روز از طریق تحقیق و توسعه در حال پیشرفت است. هر کدام از مواد شیمیایی چسب دارای مزایا و معایبی هستند. چسب‌ها و نوارهای صنعتی امروزی از پنج خانواده اصلی مواد شیمیایی چسب دارند:
- اپوکسی
- اورتان
- اکریلیک
- سیلیکون
- لاستیک
ترکیب هر کدام از مواد شیمیایی چسب با هر فرمت موجود به این معنی است که هزاران گزینه برای اتصال هر مجموعه ای وجود دارد. با این حال، همانطور که طراحی اتصال و سطح به تنهایی نمی‌تواند انتخاب چسب را تعیین کند، شیمی چسب نیز نمی‌تواند انتخاب شود. همانطور که هزاران تنوع برای چسب‌ها وجود دارد، هزاران تنوع برای کالاهای مونتاژ شده نیز وجود دارد. هرچه بیشتر در مورد علم چسبندگی و ویژگی‌های کاربردی خود بدانید، انتخاب بهتری می‌توانید انجام دهید.
طبقه بندی انواع چسب
انواع مختلفی از چسب‌ها وجود دارد. کلمه چسب می‌تواند به طیف وسیعی از موارد اشاره داشته باشد. بسته به فرآیند تولید و اینکه مشتری برای چه کاربردی به چسب نیاز دارد از چسب‌های مختلفی استفاده می‌شود. راه‌های زیادی برای طبقه بندی چسب‌ها وجود دارد. که در زیر به هر کدام از آنها می‌پردازیم.
طبقه بندی بر اساس جزء اصلی
| چسب‌های غیر آلی | چسب‌های ارگانیک |
| همراه با سیمان، برخی از محصولات وجود دارند که می‌توانند دمای 1000 درجه سانتیگراد یا بالاتر را تحمل کنند، اما در حال حاضر در اقلیت هستند.
– بر پایه سیلیکون (شیشه آبی، سیلیکات) – بر پایه کلسیم (سیمان، گچ) |
بیشتر چسب‌ها ارگانیک هستند.
– رزین‌های ترموپلاستیک – رزین‌های پخت حرارتی – لاستیک/الاستومر |
طبقه بندی بر اساس فرم
| نوع پراکندگی آبی | نوع حلال |
| یک چسب مبتنی بر آب که رزین را امولسیون کرده و آن را در آب پخش می‌کند.
– بر پایه رزین اپوکسی – بر پایه پلی وینیل استات – بر پایه لاستیک نیتریل |
چسبی که در آن رزین در یک حلال حل می‌شود، مانند چسب نوع حلال فرار.
– رزین فنل – پلی وینیل استات – بر پایه لاستیک کلروپرن |
| نوع بدون حلال | نوع جامد |
| چسبی که با یک واکنش شیمیایی مانند لاستیک سیلیکونی یا رزین اپوکسی خشک می‌شود.
– بر پایه رزین اپوکسی – بر پایه رزین اکریلیک – بر پایه لاستیک سیلیکونی |
یک نوع چسب جامد مانند آگلومره، پودر یا فیلم.
– بر پایه رزین اپوکسی – بر پایه لاستیک استایرن- بوتادین |
طبقه بندی بر اساس روش پخت
| نوع پخت حرارتی | نوع رطوبت گیر |
| عامل پخت در رزین با اعمال حرارت فعال و سخت می‌شود. (مثال) رزین‌های اپوکسی یک قسمتی
– بر پایه رزین اپوکسی – بر پایه رزین اکریلیک |
این نوع با رطوبت موجود در هوا واکنش نشان می‌دهد و سخت می‌شود. (مثال) واشرهای مایع بر پایه سیلیکون چسب فوری
– بر پایه سیانواکریلات – بر پایه لاستیک سیلیکونی |
| نوع پخت بی هوازی | نوع مختلط |
| این نوع زمانی که هوا مسدود می‌شود و هنگامی که چسب با فلز تماس پیدا می‌کند، بهبود می‌یابد. برای پیچ‌ها، اتصالات، لوله‌ها و غیره استفاده می‌شود.
– بر پایه رزین اکریلیک |
پخت زمانی اتفاق می‌افتد که عامل پایه با یک سخت کننده مخلوط شود. (مثال) رزین‌های اپوکسی دو جزئی
– بر پایه رزین اپوکسی – بر پایه لاستیک سیلیکونی – بر پایه رزین اکریلیک |
| نوع ذوب حرارتی | نوع پخت UV |
| این نوع در حالت مذاب اجرا می‌شود و با سرد شدن سفت شده و می‌چسبد.
برای بسته بندی و صحافی استفاده می‌شود. – بر پایه لاستیک استایرن- بوتادین |
این نوع با تابش اشعه ماوراء بنفش در مدت کوتاهی بهبود می‌یابد.
برای چسباندن / آب بندی شیشه و پلاستیک‌های شفاف استفاده می‌شود. – بر پایه رزین اکریلیک – بر پایه رزین اپوکسی |
| نوع مرطوب کننده دو بار | نوع حساس به فشار |
| این نوع چسبی است که پس از بازیابی چسبندگی با خیس کردن سطح چسب خشک مانند خیس کردن مهرها با آب قابل چسباندن است.
– بر پایه لاستیک کلروپرن – نوع نشاسته |
چسبندگی با اعمال فشار در دمای اتاق انجام می‌شود.
این نوع برای نوارهای چسب و مهر و موم استفاده می‌شود. – بر پایه رزین اکریلیک |
| نوع حلال – فرار | |
| این نوع با تبخیر شدن حلال آلی درمان می‌شود.
(مثال) چسب لاستیک، چسب برای مدل‌های پلاستیکی – پلی وینیل استات – بر پایه لاستیک نیتریل |
عواملی که قدرت چسبندگی را تعیین می‌کنند:
- خیس شدن
- زاویه تماس
در واقع، چسب باید به طور کامل روی بستر خیس شود. قدرت چسبندگی بسته به رطوبتی که با زاویه تماس قابل اندازه گیری است متفاوت است. (پیشنهاد مطالعه: چسب و انواع مختلف آن)
پیوند چگونه کار می‌کند
نظریه‌های مختلفی در مورد مکانیسم پیوند وجود دارد. قدرت چسبندگی بسته به هر فرآیند پیوند متفاوت است. تئوری‌های زیر مکانیسمی را که توسط آن پیوند اتفاق می‌افتد توضیح می‌دهد.
نظریه پیوند شیمیایی
چسب باعث واکنش شیمیایی بین بستر و چسب می‌شود. مولکول‌ها توسط این واکنش شیمیایی به یکدیگر متصل می‌شوند، بنابراین چسبندگی قوی است.
تئوری جذب
یک پیوند هیدروژنی بین چسب و سطح ایجاد می‌شود و نیرویی ایجاد می‌کند که آنها را به یکدیگر جذب می‌کند. انرژی پیوند مر بهبوط پیوندهای هیدروژنی ضعیف تر از پیوندهای شیمیایی است.
تئوری اثر لنگر انداختن
چسب با وارد شدن به شکاف‌های سطح زیرلایه می‌چسبد. استحکام چسب بسته به میزان اثر مهار تغییر می‌کند.
نظریه الکترواستاتیک
این نیروی پیوند ایجاد شده توسط اثر به اصطلاح الکتریسیته ساکن است. قدرت چسبندگی آن ضعیف تر از پیوندهای هیدروژنی است.
نظریه انتشار متقابل
چسب، بستر را ذوب می‌کند و باعث ذوب شدن و اتصال دو جسم به یکدیگر می‌شود. از آنجایی که دو جسم با هم ذوب می‌شوند، استحکام چسبندگی قوی‌تر از پیوندهای شیمیایی است. (پیشنهاد می‌شود جهت کسب اطلاعات بیشتر به این لینک مراجعه کنید.)
چگونه چسبنده نیروی لایه برداری را دریافت می‌کند
روش‌های مختلفی وجود دارد که در آنها می‌توان نیرو به چسبنده وارد کرد تا منجر به لایه‌برداری شود. انتخاب چسب و روش اعمال از طریق در نظر گرفتن روش‌های زیر که در آن نیرو اعمال می‌شود به دست می‌آید.
- نیروی کشش به سمت بالا و پایین (کشش)
- نیروی جابجایی (برشی)
- نیروی لایه برداری هنگام کشیدن از لبه (شکاف)
- نیروی چرخاندن (لایه برداری)
نحوه انتخاب چسب
هنگام انتخاب چسب، باید موارد زیر را در نظر بگیرید.
از نقطه نظر مقدار نیروی خارجی و بار وارد شده به اتصال:
- استحکام چسب مورد نیاز
- وجود یا عدم وجود مواد شیمیایی چسب
- طراحی سازه اتصالات
- دوام
- دما و رطوبت در طول تولید
از نظر شرایط مواد و سطح زیرلایه:
- آلودگی روغن یا کثیفی
- موادی که به سختی چسبانده می‌شوند، پوشش اکسیدی
- زبری و صافی سطح
از نقطه نظر عملکرد و اتوماسیون:
- زمان مجاز پخت و زمان پیری
- سهولت دست زدن
- سهولت کاربرد
- سهولت در ذخیره سازی
از نظر بهداشت و ایمنی:
- تاثیر بر محیط خارجی
- قوانین و مقررات (قانون خدمات آتش نشانی، قانون ایمنی و بهداشت صنعتی و غیره)
- اقدامات بهداشتی و ایمنی و کمک‌های اولیه برای کارگران
