ادامه قسمت چسب
شیمیدانان جوان
یک شنبه 14 ارديبهشت 1393برچسب:, :: 1:7 :: نويسنده : محمد مهدی محمودی وند

2- از واکنش فرمالدئید با مقدار زیادی فنل ( برای مثال نسبت مولی فنل به فرمالد ئید 1 به 8/0 ) در حضور یک کاتالیزور اسیدی در رزین نرولاک گروه های واکنش پذیر متیلول وجود ندارد و لخت شدن ( تشکیل اتصالات عرضی )
آنها تنها با مخلوط کردن رزین با ترکیباتی که فرمالدئید آزاد می کنند و تشکیل پل های متیلنی می دهند مانند پارا فرمالدئید یا هگزا متیلن تترا مین – امکان پذیر است.
چسب های فنل عمدتاً در صنایع چوب مصرف می شوند و از دو نوع رزین فنلی ، رزول ها مهمتر می باشد.
رزول مورد استفاده در فرمول یک چسب چوب می تواند بطور متوسط در هر مولکول دارای دو هسته فنلی باشد که این مقدار به سه تا چهار هسته فنلی ( در صورت جامد بودن رزول ) هم می رسد. اما نوولاک مخلوطی مخیوطی ار فنل های چند هسته ای با طول زنجیره متفاوت است که در هر مولکول بطور متوسط دارای پنج تا شش هسته فنلی می باشد در هر یک از رزین های فنلی مقدار کمی از منومرها ( فنل ، فرمالدئید ) الکل های فنلی و آب وجود دارد افزایش تعدادی از مواد افزونی و اصلاح کننده به یک رزین فنلی در قالب فرمول بندی یک چسب ضروری است. در فرمول چسب های فنلی از پر کننده هائی مثل آرد چوب ،سویا ، برنج و پودر گچ، تالک و سیلیکات استفاده میشود . مقدار و نوع پر کننده بستگی به دانسیته اندازه و شکل ذرات آن و تاثیری که بر خواص چسب می گذارد دارد . ضمناً می توان مواد قابل انحلال در رزین و افزاینده و یسیکو زیته هم به محتویات یک چسب فنلی اضافه کرد.
اسید بوریک ، پلی ( ونییل الکل ) متیل سلولوز و پلی ( اتیلن گلایکول ) از جمله این مواد هستند که معمولاً کمتر از دو درصد اضافه می شوند. یکی از اثرات افزایش هر یک از مواد این است که امکان اضافه نمودن آب بیشتر را به چسب فراهم میکند و در نتیجه چسب ارزانتر میشود.
از مواد افزودنی دیگر به چسب های فنلی می توان از رزین های آمینی ( اوره و ملامین ، فرمالدئید ) به مقدار 5 الی 15 درصد نام برد که موجب افزایش چسبندگی و کوتاه نمودن زمان پخت گشته و پیوند به چوب را محکم تر می کند.
از چسب های نوع رزول خواصی مانند مقاومت خوب در برابر شرایط اتمسفری با آب داغ ، تخریب بیولوژیکی و حرارتی را می توان نام برد. چسب های نوولاک هم خواص فوق را دارا هستند و تنها مقاومت حرارتی کمتری نسبت به رزول ها دارند مازاد اسید به علت عدم کنترل دقیق کاتالیزور اسیدی ضمن مجاورت چوب با هوای گرم مرطوب موجب صدمه دیدن آن می شود. چسب های نوع نوولاک بهتر است در مواردی که درجه حرارت چوب های چسبانده شده ضمن استفاده بیشتر از c 40 نمی گردد بکار روند.

3- رزین های آمینی:

الف) رزین اوره – فرمالدئید
واکنش بین اوره و فرمالدئید می تواند منتهی به پلیمرهای خطی و شاخه ای و در صورت پخت شبکه ای گردد. زیرا تعداد عوامل اوره به فرمالدئید به ترتیب چهار و دو است.
واکنش اوره و فرمالدئید به دو مرحله تقسیم میشود:
1-
کندانسیون قلیائی ( قلیا کاتالیزور است) جهت تشکیل مونو ، دی و تری متیلول اوره.
2-
کندانسیون اسیدی متیلول اوره ابتدا به محصول انحلال پذیر و سپس به رزین شبکه ای غیر قابل حل تبدیل می گردد.
برای تهیه رزین های اوره – فرمالدئید که به منظور چسب مورد استفاده قرار می گیرند نسبت مولی فرمالدئید به اوره تقریباً دو به یک انتخاب میشود و این رزین ها یا بصورت محلول ( 67-45 درصد جامد) و یا پودر خشک در فرمول بندیچسب مورد استفاده قرار می گیرند.پر کننده های مورد استفاده در چسب های فنلی در چسب های اوره – فرمالدئید هم مصرف دارند. و نیاز به مجدد آنها نیست برای مثال آرد غلات ( گندم یا برنج ) برای کاهش هزینه به چسب اضافه میگردد زیرا مقدار آب لازم بایستی افزایش یابد ویسکوزیته مناسب بدست آید.
عامل پخت از عمده ترین مواد مورد لزوم در یک چسب اوره است . زیرا این ترکیب ، فاکتور انتخاب چسب می باشد یک عامل پخت موثر حاوی یک ترکیب فعال کننده ، مثل یک نمک آمونیوم می باشد. نمک آمونیوم با فرم آلوئید آزاد و منیلول اوره هائی با وزن مولکولی کم واکنش داده و هگزا متیلن تترامین و اسید متناسب با نمک آمونیوم تولید می کند. نسبت مولی فعال کننده به عامل پخت طوری انتخاب می شود تا زمان کافی برای تدارک و آماده سازی سطوح قبل از شروع پخت ( چسبیدن) وجود داشته باشد. برای مثال نمک آمونیوم کلراید به مقدار دو درصد رزین کافی است. عامل پخت شامل ماده شیمیائی دیگری نظیر تری کلسیم فسفات نیز می باشدکه ph را تثبیت میکند این ترکیب ( 2 الی 5 درصد رزین ) از افت ph کمتر از 3 جلوگیری نموده و زمان لازم برای عملیات مورد نیاز در چسباندن سطوح را افزایش می دهد. Ph اسیدی موجب تخریب چوب و از بین رفتن استحکام الیاف چوب می گردد.
خواص رزین اوره فرمالدئید از قبیل حلالیت ، ویسکوزیته ، قابلیت جذب آن و سرعت پخت آن بستگی به وزن مولکولی و ساختمان مولکولی رزین دارد. عواملی مثل نسبت مولی اوره به فرمالدئید درجه حرارت و ph محیط و میزان پیشرفت واکنش در فرآیند تولید رزین ، تعیین کننده وزن مولکولی و ساختمان مولکولی آن می باشند.
چون چسب های اوره به خوبی به مواد سلولزی (مثل چوب و کاغذ) می چسبند . این چسب ها عمدتاً در صنایع چوب مصرف می شوند و از نظر هزینه با صرفه ترین چسب ها می باشند. میزان چسبندگی عالی چسب های اوره به خصلت تر کنندگی خوب انها مربوط می شود. چسب ها ی اوره – فرمالدئید در برابر حلالهای آلی و آفات چوب ها (قارچ ، موریانه و کرم) مقاومت خوبی دارند اما توسط اسیدها و بازها ی قوی تخریب می شوند.
ب- رزین ملامین – فرمالدئید
واکنش کند انسیون بین ملامین و فرمالدئید شبیه واکنش اوره با فرمالدئید است . فرمالدئید ابتدا با عامل آمینی ملامین با سهولت بیشتری نسبت به اوره واکنش داده و مخلوطی از ترکیبات دی ، تری ، تترا ، پنتا و هگزا متیلول ملامین بدست می آید. ملامین در مقایسه با اوره قابلیت انحلال کمتری در آب دارد. به همین محصول حد واسط (رزین ملامین) زودتر امکان جدا شدن از آب را دارد . اختلاف دیگر بین واکنش ملامین – فرمالدئید و اوره – فرمالدئید این است که کند انسیون ملامین – فرمالدئید و پخت آن نه تنها در ph اسدی انجام می شود . بلکه در شرایط خنثی و حتی اندکی قلیایی هم انجام می گیرد. واکنش ترکیبات متیلول ملامین با یکدیگر توام با خروج آب و فرم آلدئید است .
و پل های متیلنی واتری بین واحدهای ملامین تشکیل می شود و سرعت رشد مولکولی هم زیاد میباشد. در فرآیند پخت هم کند انسیون محصول واسطه صورت می گیرد و رزین شبکه ای غیر قابل ذوب و حل بوجود می آید
تولید تجاری رزین های ملامینفرمالدئید ، اوره – فرمالدئید و ملامین – اوره – فرمالدئید و کاربرد آنها بعنوان چسب بسیار به همدیگر شبیه می باشد در تولید این رزین ها کنترل اندازه مولکول ها از طریق واکنش کند انسیون بسیار مهم است زیرا خواص آنها با تغییر اندازه مولکول تغییر می یابد.
در تهیه این رزین ها ، ابتدا مایع شربتی شکل با وسیکوزیته کم تشکیل می گردد که با گذشت زمان واکنش به مایعی با وسیکوزتیه بیشتر تبدیل می گردد.
مهمترین عواملی که برخواص رزین های آمین ضمن تهیه آنها موثرند ، عبارتند از :
خلوص مواد شیمیائی واکنش دهنده ، نسبت مولی مواد مورد استفاده ، ph محیط واکنش و شرایط و نحوه کنترل فرآیند تهیه آنها بررسی اثر هریک از این عوامل خارج از بحث ما می باشد. رزین های ملامین بیشتر در صنایع چوب و هنگامی که مقاومت خوب در برابر آب مورد نیاز باشد مصرف می شوند . پخت رزین های ملامین معمولاً بدون استفاده از عامل پخت و از طریق فرایند تراکمی توام با حرارت صورت می گیرد این چسب ها از نوع اوره گران تر بوده و استفاده آنها بیشتر محدود به مواردی است که مقاومت در برابر آب مورد نیاز باشد. در فرمول یک چسب ملامین پرکننده هایی مثل آرد پوسته یکی از خشکبار (گردو – بادام ) به رزین معلق در آب اضافه می شود.
برای کوتاه کردن زمان پخت (سیکل پخت) هم می توان یک کاتالیزور به محتویات چسب افزود. رزین ملامین را می توان به رزین اوره اضافه کرد و با طرح فرمول مناسب چسب ملامین – اوره ساخت این چسب ها که حاوی پرکننده و عامل پخت اند در چسباندن قطعات چوب که نیاز به مقاومت در برابر آب گرم دارند. بکار می روند بالا رفتن این مقاومت به درصد رزین ملامین در مخلوط بستگی دارد.

4- پلی اوره تان ها

تعدا زیادی از پلی اوره تان ها را می توان از واکنش بین مواد شامل گروههای ایزو سیانات با پلی الهای مختلف بدست آورد.
ایزوسیانات ها بیش پلیمرهایی با وزن مولکولی کم هستند که در هر مولکول آنها دو گروه انتهائی ایزوسیانات وجود دارد ایزوسیانات عامل فعالی است و واکنش آن با گروه هیدروکسیل بدون خرج محصول فرعی منتهی به اورتان می گردد. برای تهیه پلی اورتان هر یک از مواد واکنش دهنده (منومرها) حداقل باید دو عامل داشته باشد.
در صورتی که یکی از منومرها بیشتر از دو عامل داشته باشد محصول واکنش پلی اورتان غیر خطی خواهد شد و ساختمان مولکولی آن می تواند شبکه ای گردد.
بعنوان چسب ، واکنش اتصالات عرضی (یا شبکه ای شدن) ضمن چسباندن سطوح به یکدیگر بایستی انجام گردد.
اتصال چسبی که الاستومر اورتانی بوجود می آورد نه تنها در مقابل تنش های کششی و برشی مقاوم است بلکه در برابر ضربه هم مقاومت دارد و در درجه حرارت های پایین (زیرصفر) خواص آن (مکانیکی – الکتریکی) عالی می باشد بعنوان مثال توان برشی اتصال در درجه حرارت اتاق بین 3000 تا 5000 (PSI) می باشد.
چسب های اورتانی برای اتصال فلز به فلز ، الاستومرها ، اسفنج ها ، پلاستیک ها ، شیشه و سرامیک مورد استفاده قرار می گیرند. قدرت جاذبه داخل مولکولی این چسب ها بیشتر از استحکام چسبندگی آنهاست که از طریق طرح فرمول صحیح می توان تعدیل لازم را بعمل آورد.
خواص مفید این چسب ها بخصوص در درجه حرارت های زیر صفر باعث مصرف زیاد آنها در صفت فضانوردی (پوشش سطوح قطعات هواپیما مثل بالها و مسائل عایق بندی) شده اند.
چسب های پلی اورتانی دارای معایبی هستند که درانتخاب هریک از آنها برای کاربرد یعنی بایستی مدنظر باشند الف- چون ایزوسیانات ها با اب واکنش می دهند و گاز دی اکسید کربن بوجود می آید ، این گاز در فرآیند چسباندن سطوح به یکدیگر ایجاد اشکال می نماید.
ب- چسب های پلی اورتان قبل از ژلاسیون دارای و یسکوزیته کم بوده و سیال هستند . در نتیجه تشکیل اتصال چسبی با ضخامت دلخواه دشوار می باشد . این مسئله را اغلب با اضافه نمودن 6 الی 12 درصد الیاف نایلون به فرمول چسب بر طرف می نماید.
ج- مسئله دیگر مربوط به تشکیل مناطق بلوری در پلی اورتان هنگام ذخیره سازی (نگهداری دراز مدت) آن است که می بایستی از آن جلوگیری نمود.
د- چسب های پلی اورتان با وجود اینکه در درجه حرارت های پائین (حتی زیر صفر ) خواص مکانیکی مطلوبی دارند ولی در درجه حرارت های بالا این خواص ضعیف می گردند. برای مثال ؛ در درجه حرارت اتاق مقدار خزش آنها زیاد می باشد.

5- رزین های سیلیکونی

رزین های سیلیکونی از پلیمرهای آلی – معدنی هستند که در ساختمان مولکول آنها اتم های اکسیژن و سیلیسیم بطورمتناوب همراه با گروههای آلی قرار گرفته اند. برای نمونه از هیدرولیز دی متیل ، دی کلرو سیلان و پلیمر شدن محصول واسطه ، پلی (دی متیل سیلوکسان بدست می آید.
حالت فیزیکی رزین حاصل می تواند مایع یا جامد باشد که بستگی به وزن مولکولی توسط رزین دارد . با استفاده از مواد افزودنی مختلف می توان تعداد زیادی از رزین های سیلیکونی را برای مصرف چسب فرموله نمود رزین های سیلیکونی را میتوان از درجه حرارت اتاق تا f 250 بر حسب اجزاء فرمول و بخصوص عامل پخت ولکانیزه نمود. اغلب آنها با اعمال فشار کم ( حتی در اثر تماس) پخت میشوند.
چسب هایی که مبنای رزین های سیلیکونی دارند. خواص مفید زیر را دارا می باشند:
الف در درجه حرارت های بالا خواص خود را حفظ نموده و تا درجه حرارت f 600 می توانند پایداری اکسیداسیونی و حرارتی خوبی داشته باشند درجه حرارت f 800 را میتوانند در مدت کوتاه تحمل کنند.
ب – عایق های حرارتی خوبی هستند و برای عایق بندی حرارتی اجسام بکار میروند.
ج در درجه حرارتهای پائین (زیر صفر) در مقایسه با سایر چسبها خواص خوبی دارند برای مثال رزین (دی متیل سیلوکسان) در f 100- ترد می شود و سپس (متیل فنیل –سیلوکسان ) تا درجه حرارت f 175- هم بکار می رود.
د- در دامنه وسیعی از درجه حرارت خواص الکتریکی خوبی دارند.
ه- در برا بر اکسیداسیون حرارتی ، نوری، اوزن تشعشع توام با حرارت و رطوبت پایداری کافی دارند
ی – سهولت انتقال و جابجائی این رزین ها و پائین بودن درجه حرارت پخت آنها موجب رشد مصرف آنها در آینده می گردد.
سه مورد از خواص محدود کننده کاربرد چسب های سیلیکونی عبارتند از :
الف) خواص مکانیکی کافی جهت استفاده بعنوان چسب های ساختاری را ندارند و بخصوص استحکام برشی پائین را دارا هستند .
ب) چسبندگی به میزان مورد نیاز را تامین نمی کنند و لذا لازم است با استفاده از یک ماده کمکی (پرایمر) چسبندگی آنها را بالا ببرد.
ج) در اثر تماس ممتد با مواد سوختنی ، تخریب می شوند.
2- چسب های رابری
به جز رابر طبیعی ، رابرهای مصنوعی مانند بوتیل، پلی بوتادین ، sbr، پلی ایزو پرن ، نیتریل نئو پرن و پلی سولفید بعنوان چسب بکار میروند.
در اینجا در مورد چسبهای نیتریل نئوپرن و پلی سولفید که اهمیت بیشتری دارند مطالبی ذکر میکنیم.
چسب های مصنوعی دو نوع هستند:
الف) چسب های حاوی حلال را در یک حلال یا مخلوطی از حلال های آلی حل میشود بطوریکه مقدار جامد در این چسبها بین ده تا هفتاد درصد تغییر می نماید.
ب) چسب های نوع امولسیونی – که با افزودن مواد شیمیایی لازم بر حسب طرح فرمول (مانند رزین تقویت کننده ، نرم کننده ) به لاتکس رابر بدست می آیند چسبهای امولسیونی مسئله اشتعال پذیری و سمیت نوع حلال را نداشته و ارزانتر هستند اما درجه چسبندگی و سرعت تشکیل پیوند و خشک شدن آنها کمتر است. چسب های اخیر فقط برای چسباندن اجسام متخلخل مثل چوب بکار میروند.

6-نیتریل رابر

نیتریل رابرهای تجارتی ، کوپلیمر بوتادین واکر یلو نیتریل هستند ( ساختمان شیمیایی زیر) که بر حسب درصد اکریلو نیتریل در کوپلیمر یک نوع از رابر خام با مشخصات مولکولی معین محسوب میشوند.
 
چسبهای نیتریل رابرکه هر یک مخلوطی از رابر خام به همراه تعدادی از مواد شیمیایی منتخب است به صورت یکی از حالت های فیزیکی سیمانی لاتکس بطانه و نوار تهیه شده و مورد استفاده قرار می گیرد.
این چسبها برای اتصال نیتریل رابر خام و لکانیزه شده به همدیگر به به ترمو پلاستیک ها به نئو پرن و سایر الاستومرها که نیاز به مقاومت در برابر روغن ها یا حلال ها را دارند بکار میروند.
در صورتیکه فرمول چسب نیتریل رابر طوری طرح شده باشد که پس از بکارگیری نیاز به ولکانیزاسیون نیتریل رابر باشد (مثلاً بصورت سیمانی) فرمول شامل تمام یا قسمتی از مواد شیمیائی زیر می باشد:
گوگرد ، تسریع کننده (همواره نسبت معینی از گوگرد به تسریع کننده ) اکسید روی ،پر کننده ( دوده ، اکسید آهنی ، دی اکسید تیتانیم ، خاک رس ... ) نرم کننده ( دی اکتیل فتالیت ، رزین طبیعی ، نیتریل رابر مایع و ...) ضد اکسایش ( بخصوص نوع حرارتی ).
خواص چسب ناشی از اثر خواص هر یک از اجزا در فرمول بوده و هر یک از مواد نقشی را دارا است و به منظور خاصی اضافه شده است.
بعنوان مثال ؛ دوده و یا هر یک از پر کننده های دیگر معمولاً در بالا بردن استحکام و پائین آوردن هزینه نقش دارند. ضد اکسایش جهت بالا بردن مقاومت حرارتی یا نوری و نرم کننده برای بهبود خاصیت چسبندگی و سهولت فرایند مخلوط سازی و بکارگیری چسب بکار میرود.
از چسب های نیتریل رابر به تنهائی به عنوان چسب ساختاری استفاده نمی شود اما در صورتی که با رزین های دیگر ( مانند رزین فنلی ، pvc ، اپکسی ، رابرهای کلر ، آلکید ) مخلوط و لکانیزه شود چسب هایی با استحکام بالا بوجود می آید.
این چسب ها در اتصال اجسام مختلف (فلز ، چوب ، سرامیک ، چرم و شیشه) به همدیگر بکار رفته و اغلب آنها در درجه حرارت های بالا خواص مفید خود را حفظ می نمایند.

2- نئوپرن

از پلیمر شدن کلورپرن بدست می آید.
خواص چسب های نئوپرن نه تنها به خوبی چسب های را بر طبیعی است بلکه در برابر مواد روغنی و اوزن مقاوم ترند
چسب های نئوپرن به یکی از سه روش زیر تهیه و بکار برده می شوند.
الف- آلیاژ نئوپرن با رزین های دیگر (مثل رزین فنلی) و سایر مواد شیمیایی لازم فرموله شده و به صورت سمنت(خیرخام) تهیه و بعنوان چسب ساختاری بکار می روند.
ب- سمنت نئوپرن را می توان در حلال هائی مثل تولوئن به صورت پراکنده و معلق درآورد و بکار برد
ج- نئوپرن را می توان در مخلوطی از هیدروکربورهای آروماتیک و آلیفاتیک حل کرد و به مصرف رساند چسب های نئوپرن به دو نوع پخت شده و خام (پخت نشده) تقسیم می شوند.
چسب های پخت شده در مواردی که درجه حرارت اجسام اتصال یافته هنگام استفاده بالاست. بکار می روند.
اما در مواقعی که اجسام چسبانده شده به هم در درجه حرارت اتاق (یا درجه حرارت کم ) مورد استفاده قرار می گیرند. بعلت نیروهای جاذبه داخل مولکولی خوب نئوپرن ، نیازی به پخت را بر نمی باشد.
پخت نئوپرن در درجه حرارت اتاق با استفاده از تسریع کننده های خیلی فعال و یا در درجه حرارت های بالاتر به کمک مواد تسریع کننده با فعالیت کم امکان پذیر می باشد.
در فرمول چسب ها ی نئوپرن (بصورت سمنت) مواد شیمیایی زیر می تواند وجود داشته باشد.
اکسید منیزیم ، اکسید روی (به منظور پخت و جذب اسید ایجاد شده براثر تخریب ) ، ضد اکسایش (به مقدار دو درصد برای بالا بردن پایداری حرارتی ) ، پرکننده (مثل دوده ، خاک رس به منظور کاهش هزینه ) تقویت کننده (مثل سیلکیات کلسیم هیدراته) و حلال (مانند تولوئن) هر یک از این مواد با درصد معینی به نئوپرن اضافه شده و نقش مشخصی را داراست. مخلوط رزین ها (مثل رزین فنلی) با نئوپرن موجب بهبود چسبندگی و خواص مکانیکی چسب می گردد.
موارد مصرف عمده چسب های نئوپرن در صنایع تولید کفش، اتومبیل ، کشتی و هوانوردی است که برای اتصال اجسام مختلف به همدیگر ( را بر ، پلاستیک ، فلز و...) بکار می روند.

3- پلی سولفیدها

پلی سولفید یک الاستومر مصنوعی است که از واکنش پلی سولفید سدیم با دی کلرور های آلی (مثل دی کلرواتان)بدست می آید.
چسب های پلی سولفید معمولاًٌ به صورت مایع دو قسمتی بکار می روند . مایع الاستومر با عامل پخت پراکنده شده در یک حلال یا یک نرم کننده همراه با یک پرکننده ترکیب می شود.
عامل پخت که معمولاً یک پراکسید (مثل پراکسید سرب) است با الاستومر واکنش داده و تشکیل اتصالات عرضی می دهد و در نتیجه محصول جامد شده و چسبندگی خوبی نسبت به مواد مختلف پیدا می کند . پخت می تواند.
در درجه حرارت اتاق انجام شود و ماکزیمم استحکام در مدت 3 الی 7 روز حاصل می شود.
مقاومت این چسب ها در برابر آب ، حلال های آلی ، روغن ها ونمک ها از چسب های ترموپلاستیکی بهتر می باشد.
خواص آنها در درجه حرارت های پایین عالی است بطوری که در درجه حرارت هم انعطاف پذیری آنها حفظ می شود . مقاومت آنها در برابر درجه حرارت های بالاتر ضعیف است. بطوری که ماده در نرم می شود.
پلی سولفید ها به تنهائی بیشتر برای آب بندی و بطانه کاری مورد استفاده قرار می گیرند و اغلب پس از مخلوط نمودن یکی از رزین ها (مثل رزین اپکسی) به آن عنوان چسب بکار می روند . هدف از افزایش این رزین ها به فرمول چسب ازدیاد خواص مکانیکی (استحکام) چسب های پلی سولفید می باشد. زیرا چسب های پلی سولفیدعموماً از استحکام ضعیفی برخوردارند.
چسب های حاصل از آلیاژ پلی سولفید ها در اتصال اجسامی از قبیل فلز، رابر، پلاستیک ، چوب ، شیشه و سنگ به یکدیگر بکار می رود و در عایق بندی وسائل الکترونیک هم مصرف می شود.

4- چسب های ترموپلاستیکی

ترموپلاستیک ها که با استفاده از آنها صدها چسب فرموله شده است. پلیمر هایی با وزن مولکولی متوسط بالا و ساختمان مولکولی خطی و یا شاخه ای می باشند.
در فرمول هر چسب یک ترموپلاستیک با تعدادی از مواد شیمیایی وجود دارد که هرکدام نقشی را دارا هستند.
از بین چسب های ترموپلاستیکی در اینجا تنها چسب های پلی (ونییل استات) ، پلی(ونییل استال) و پلی اکریلیت ها پلی (میتل متا کریلات) و پلی (سیانواکریلیت) و مشتقات سلولز معرفی می شوند.

1- پلی (ونییل استات)

پلی ((ونییل استات) دارای ساختمان مولکولی شاخه ای با توزیع اوزان مولکولی گسترده می باشد. اختلاف خواص فیزیکی در میان گونه های مختلف (پلی ونییل استات) ناشی از تفاوت در وزن مولکولی و توزیع اوزان مولکولی می باشد.
گونه هایی که وزن مولکولی کم دارند در درجه حرارت اتاق نرم و انعطاف پذیرند در حالی که گونه های دارای وزن مولکولی بالا سخت و چغر مه اند.
تمام گونه های پلی (ونییل استات) نسبت به سطوح منفذدار و صاف اجسام مختلف تمایل به چسبندگی دارند.
یکی از دلایل تمایل به چسبندگی وجود گروه های قطبی استات در مولکول های پلمیر می باشد.
چسب های پلی (ونییل استات) بر دو نوعند: چسب های حاوی حلال و چسب های امولسیونی که نوع اخیر بیشترین مصرف را دارد.
چسب های امولسیونی بصورت مایع سفید رنگ خامه ای شکل بوده و ویسکوزیته بین 500 تا 5000 سانتی پواز را دارا هستند . و مقدار ماده جامد در آنها از 50درصد بیشتر است. برای حصول چسبندگی و خیس کنندگی خوب ، اندازه متوسط ذرات پلیمر در امولسیون بایستی 1 تا 3 میکرون باشد.نقش توزیع اندزاه ذرات برچسبندگی هنوز مشخص نشده است.
چسب های پلی (ونییل استات) غالباً همراه با مواد شیمیایی دیگر می باشد که هر کدام به منظور تامین خاصیت معینی اضافه می شوند این مواد عبارتند از :

مواد افزاینده ویسکوزیته

بیشتر به چسب های امولسیونی اضافه می شوند . این مواد از رزین های طبیعی و مصنوعی محلول در آب هستند .
پلی (وینیل الکل که اختلاط پذیری کامل یا امولسیون دارد ، نشاسته و دکسترین از جمله این موادند.
*
حلال ها - افزایش وسیکوزیته به کمک حلال هم درچسب های امولسیونی امکان پذیر است ، حلال اضافه شونده می تواند نقش نرم کنندگی هم داشته باشد وحلال های کلره آلیفاتیک و ترموئن بیشترین مصرف را دارند.
*
نرم کننده هاانعطاف پذیری و مقاومت در برابر آب توسط نرم کننده تامین می شود. نمونه این نرم کننده ها دی بوتیل فتالیت و یا بنزیل بوتیل فتالیت است.
*
پرکننده ها – بیشتر به منظور پائین آوردن قیمت چسب مورد استفاده قرار می گیرند . کربنات کلیسم سیلکات کلسیم ومیکا از جمله این موادند.
*
سایر مواد افزودنی – اجسام فعال سطحی جهت کنترل خصلت جریان یابی.
مواد ضد کف و ضد باکتری هم به فرمول چسب اضافه می شوند.
برای تهیه یک چسب هر یک از مواد به مقدار لازم به پلیمر امولسیونی اضافه شده و در یک درجه حرارت مناسب به خوبی مخلوط می گردند.
چسب های پلی (وینیل استات) بصورت گسترده ای مورد مصرف قرار می گیرند . نمونه هائی از موراد استفاده آنها عبارت است از چسب چوب ، پاکت های کاغذی ، مقوا ، پاکت های شیر و نوشیدنی ها ، جعبه های تاشونده ، برچسب لوازم اتاق اتومبیل ، چرم ، شیشه ، کاغذ آلومنیوم و غیره .

2- پلی (وینیل استال)

پلی (وینیل استال) به گروهی از پلیمر ها گفته می شود که محصول واکنش پلی (وینیل الکل) با یک آلدئید است.
مهمترین پلی (وینیل استال) هائی که بعنوان چسب بکار می روند از فرمالدئید و بوتیر الدئید تهیه شده و به ترتیب به پلی (وینیل نرمال ) پلی (وینیل بوتیرال) موسومند – خواص این پلیمرها به وزن مولکولی و درجه هیدرولیز گروه استات بستگی دارد.
پلی (وینیل بوتیرال) در مقایسه با پلی (وینیل نرمال) قابلیت انحلال و انعطاف پذیری بیشتری داشته و توان پوسته ای شدن بیشتری را موجب می شود.
چسب هائی که بر مبنای این پلیمرها تهیه می شوند یا بصورت مایع شفاف و بی رنگ در یک حلال و یا بصورت ذرات پراکنده در آب هستند . چسبندگی انها به شیشه بسیار عالی است و تولید کنندگان شیشه های ایمنی وسائط نقلیه به مقدار خیلی زیاد از این چسب ها استفاده می کنند . برای چنین کاربردی ؛ شفافیت ، پایداری در برابر نور خورشید، مقاومت ضربه ای و خصلت جهندگی به منظور نگهداری خرده های شیشه در صورت شکسته شدن لازم است که پلی استال ها دارای این خواص هستند – آنها همچنین بعنوان روکش سطوح صاف شیشه ای و فلزات با تشکیل یک فیلم دارای ضخامت کم مورد مصرف قرار می گیرند.
افزودن یک از پلی استال ها به فرمول چسب ها باعث اصلاح خواص و بهبود چسبندگی آنها می شود . برای مثال: آلیاژ یک رزین فنلی با یک پلی استال مبنای چسب ساختاری مهمی برای فلزات میباشد. زیرا چسب های فنلی برای مصرف به منظور چسب ساختاری ، انعطاف پذیری و چسبندگی لازم را ندارند در حالی که آلیاژ فوق می تواند به میزان کافی این خواص را داشته باشد.

3- پلی اکریلیت ها

اکریلیت ها ترموپلاستیک هائی هستند که از پلیمر شدن زنجیری استرها یا آمیدهای اکریکیت اسید حاصل می شوند.
آنها به صورت مایع شفاف با گرانروی کم (محلول پلیمر در مونومر) تهیه می شوند.
این مایعات قابلیت ادامه پلیمر یزاسیون و رشد مولکولی را دارند. مایع آکریلیت با مواد افزودنی لازم و بخصوص یک عامل پخت (مثل پرکلرواتیلن و یا تری کلرواتیلن ) فرموله شده که با استعمال آن ، سطوح اجسام از طریق عمل پخت به یکدیگر چسبانده می شود.
عمل پخت و یا کامل شدن تشکیل اتصال از طریق اعمال حرارت( با بکارگیری یک درجه حرارت ثابت) در یک کوره و یا پرس گرم انجا م می شود.
قبل از اینکه حلال از چسب خارج شود حرات باعث ایجاد ژلاسیون می شود – چسب های آکریلیت به علت استحکام پائین به عنوان چسب ساختاری بکار نمی روند از آنها در چسباندن صفحات پلاستیکی ، ورقه های فلزی ( در تهیه قطعات لازم اتومبیل ، کشتی و هواپیما)، ورقه های اکریلیک ، شیشه ، چوب ، چرم و پارچه به یکدیگر استفاده می کنند چسب پلی (متیل متاکریلیت) نمونه ای از اکریلیت هاست ، این چسب در برابر قلیا ها ، اسیدها نمک ها ، مواد سوختی ، اب و شرایط اتمسفری مقاومت دارد . در برابر باکتری ها و قارچ ها نیز فاسد نمی شود.
خواص الکتریکی خیلی خوبی داشته و بنابراین در صنایع الکتریکی جهت اتصال قطعات و عایق کاری بکار می رود.
خواص فیزیکی آن تا حد مطلوب توسط نرم کننده ها و یا موادی که قابلیت اختلاط پذیری با آنها را دارد.
درجه حرارت کاربرد مجاز برای این چسب از تا می باشد . این چسب در برابر الکل ها حلال ها ی قوی و هیدروکربورها ( آرو ماتیک و کلره) آسیب پذیر می باشد.
-
سیانو آکریلیت
آلکیل سیانو اکریلیت به مقدار زیاد تولید و بعنوان چسب قطره ای فرموله و مصرف می شود . این ترکیب میل شدیدی به واکنش پلیمریزاسیون آنیونی دارد . برای جلوگیری از واکنش مقدار بسیار کمی از اسدیهای آلی به آن اضافه می گردد تا محیط کمی اسیدی باشد . مقدار بسیار کمی از یک باز دارنده رادیکال آزاد هم ، برای جلوگیری از پلیمر یزاسیون رادیکالی به ان اضافه می شود. برای تنظیم گرانروی این چسب و بالا بردن آن می توان انواع پلیمرهای خالص نظیر پلی (متیل متاکریلیت) و یا ABS را در چسب حل نمود.
قدرت مقاومت در برابر ضربه برای دو جسم به هم چسبیده شده را می توان با اضافه نمودن ترکیباتی نظیر فسفات های تری آلکیل به فرمول چسب زیاد نمود.
مقاومت پیوند بین اجسام به هم چسبیده شده در مقابل حرارت را می توان با افزودن ترکیباتی نظیر ایندریدمالئیک یا آسکیل فتالات به فرمول چسب افزایش داد و همچنین مقاومت پیوند بین دو جسم در مقابل رطوبت و اب را می توان با اضافه نمودن مقداری کربنات کلیسم یا کربنات با ریم به فرمول چسب افزایش داد چسب فرموله شده قطره ای را در درجه حرارت اتاق می توان تا حدود یک سال و در درجه حرارت های پائین تر به مدت بیشتر نگهداری نمود.
علت چسبیدن دو جسم به همدگیر توسط این ترکیب پلیمر یزه شدن لایه نازکی از آن بین سطوح جسم ، در حضور کاتالیزور بازی( باز ضعیفی مثل ذرات آب در محیط ، الکل و یا قلیائیت خود جسم ) می باشد.
پلی (الکیل سیانواکریلیت)
باز ضعیف ، ابتدا محیط اسیدی چسب را خنثی نموده و سپس بعنوان کاتالیزور واکنش پلیمریزاسیون آنیونی عمل می نماید. خصوصیات بارز چسب های سیانواکریلیت عبارتنداز:
الف- مایع بیرنگ بصورت خالص و کاملاً روان هستند.
ب- جهت چسباندن دو جسم ، حرارت لازم نیست و این چسب ها بدون حلال هستند.
ج- برای خشک شدن ضمن عمل چسباندن نیاز به کاتالیزور ندارند.
د- چوب ، فلزات ، شیشه ، پلاستیک را بر ، سرامیک چینی و تقریباً کلیه مواد را خیلی سریع و محکم به همدیگر می چسبانند.
ه – مقدار بسیار کمی از چسب برای چسباندن دو جسم لازم است. ( برای مثال ، یک قطره برای یک را پنج مربع از سطح جسم)
و- سرعت چسباندن از 3 ثانیه تا حدود 3 دقیقه بر حسب نوع جسم متغیر است.
ز- اتصال چسبی بین دو جسم در برابر مواد شیمیایی مثل الکل ها ، بنزین ، روغن و اکثر حلال ها مقاوم است.
ح- پیوند چسبی دو جسم در برابر حرارت از - تا مقاوم است . (می توان مقاومت حرارتی آن را با اضافه نمودن یک ماده مناسب افزایش داد).
ط- قابلیت ذخیره سازی و نگهداری آن نسبتاً زیاد و در حدود یک سال است .
ی – بوی تند و اشک آور داشته ، غیر سمی است بطور نسبی ارزان است.
این چسب ها دارای معایبی نیز می باشند. از جمله اینکه تنها اجسامی را بخوبی به هم می چسابند که دارای سطوح صیقلی و صاف باشند . تمایل شدید به چسبندگی سریع به پوست شخص و همچنین مقاومت کم در مقابل رطوبت زیاد و درجه حرارت های بالاتر از دارند.
برای اشنائی با مقدار مصرف چسب های سیانو آکریلبت در سطح جهان می توان به امار سال 1978 توجه نمود.
در این سال حدود 275000 پوند چسب برای چسباندن حدود هشت بیلیون قطعه به همدیگر به مصرف رسیده است ، میزان مصرف این چسب سال به سال افزایش یافته است.

4- مشتقات سلولز

ساختمان مولکولی سلولز ، از طریق واکنش با معرف های شیمیایی (مثل اسید استیک ، اسیدنیتریک ) تغییر یافته و مشتقات سلولز حاصل می گردند.
سلولز استات ، سلولز نیترات ، سلولز – استات – بوتیرات ، اتیل سلولز و متیل سلولز نمونه هایی از مشتقات سلولز هستند که بعنوان چسب مصرف میشوند.
فرمول چسب بر پایه هر یک از این ترکیبات از چهار جزء:
مشتق سلولزی ، رزین(اغلب از صمغ های گیاهی) نرم کننده و حلال تشکیل شده است که عبارتنداز :
رزین جهت افزایش گرانروی و کاهش قیمت و افزایش سختی لایه چسب و بهبود چسبندگی بکار می رود. رزین (از چوب ، کاج یا صنوبر) رزین کومارین به مقدار 60 الی 65 درصد وزنی سلولز ، از جمله رزین های مورد استفاده اند.
انتخاب حلال بایستی طوری انجام شود که بدون اسیب به لایه چسب بتواند تسخیر گردد.
حلال ها و رقیق کننده های زیر ، برای نیترات سلولز و استات سلولز توصیه شده اند.

استات سلولز

نیترات سلولز

رقیق کننده

حلال

رقیق کننده

حلال

بنزین

-
-

استون
اتیل استات
متیل استات

بنزین
تولوئن

اتیل استات
بوتیل استات

یکی دیگر از مفید ترین جلال ها برای نیترات سلولز ، مخلوط آزئوتروپ 68 درصد بنزن و 32 درصد الکل (95 درصد) و یا 32 درصد تولرئن و 68 درصد الکل (95 درصد) می باشد.
نقش نرم کننده جلوگیری از خشک شدن و ترد شدن لایه چسب می باشد.
فتالیت ها (نظیر بوتیل فتالیت) و کامفر از بهترین نرم کننده ها هستند . اما می توان از مواد ارزان تر (مانند یک روغن گیاهی) هم استفاده کرد.
سمنت های چسب نیترات سلولز را می توان از ضایعات فیلم های سینمائی که حاوی کامفراند ساخت.
چسب های سلولز استات در مقایسه با نیترات سلولز در برابر اب و آتش گیری مقاومت کمتری دارد. اما پایداری حرارتی بهتری را داراست.
ماکزیمم درجه حرارت استفاده از استات سلولز است در برابر تخریب بیولوژ یکی مقاومت عالی داشته اما در برابر حلال ها چندان مقاوم نمی باشد. چسبندگی این چسب به رابر ، فلزات و شیشه ضعیف می باشد. اما به سرامیک چسبندگی نسبتاً خوبی دارد. این چسب برای اتصال اجسام ساخته شده از کاغذ،چوب ، چرم الیاف و پارچه کاربرد دارد.
چسب های ساخته شده از سلولز بوتیرات در مقایسه با سلولز استات در برابر حرارت و آب مقاومت بهتری دارند. ولی مقاومت آنها در مقابل حلال ها کمتر است.
چسب های ساخته شده از نیترات سلولز برای چسباندن شیشه ، کاغذ ، چرم ، مقوا و تعدادی از پلاستیک ها بکار می رود. و چسبندگی انها نسبت به رابر ضعیف است.
چسب های اتیل ومتیل سلولز نسبت به نیترات و استات سلولز دارای مقاومت بیشتر در برابر آب ، انعطاف پذیری و خصلت کشسا نی زیادتر لایه چسب بین دو جسم هستند این چسب ها بیشتر بعنوان خمیر چسب کاغذ دیواری و خمیر چسب چرم بکار می روند و نسبت به اجسام متخلخل چسبندگی خوبی نشان می دهند. برای مثال چسب متیل سلولز تا حصول گرانروی مورد نظر با اب مخلوط می شود و برای صحافی کتب و تکمیل پارچه در نساجی بکار می رود.

چسب های طبیعی (منشاء حیوانی یا گیاهی)

الف – چسب های حیوانی

این چسب ها بر پایه پروتئین حیوانی بوده و معمولاًٌ از پوست و استخوان حیواناتی مثل گاو و گوسفند بدست می آیند.
برای تهیه چسب از پوست ، ابتدا پوست را (بیشتر از پس مانده (باغی) با اب آهک اشباع شستشوی مختصری داده و سپس به مدت 12 تا 15 روز در اب آهک قرار می دهند. بعد توسط اب و اسید آهک را از پوست جدا می کنند. و سپس آن را تحت عمل استخراج با اب جوش قرار می دهند. در اثر اشتخراج مایع ژلاتینی از پوست جدا و در اب حل می شود. شمحلول حاصل از طریق تقطیر در خلاء تغلیظ می گردد.
به منظور تهیه چسب از استخوان ، ابتدا استخوان های خرد شده در محلول 2 تا 8 درصد اسید کلرئیدریک قرار می گیرد.تا مواد معدنی آن زدوده شود. سپس عمل چربی زدائی از طریق عبور بخار یکی از حلال های الی (نظیر بنزین) روی استخوان ها انجام می گردد. استخوان های گریس زدائی شده و به یک اتوکلاو منتقل شده و چندبار متناوب تحت فشار و بخار اب قرار کی گیردو در نتیجه چسب به صورت محلول رقیق حاصل می شود.
تغلیظ این محلول از طریق تقطیر در خلاء انجام می گیرد محلول رقیق چسب ها را قبل از تغلیط می توان رنگ زدائی نمود و سپس یک ماده ضد اکسایش به انها اضافه کرده و آنها را تفلیظ نمود این محلول های غلیظ مدت ها نگهداری می شوند تا به صورت جامد در آمده و سپس به قطعات ضخیم بریده می شوند.
چسب هائی که به این شکل تهیه می شوند از مرغوبیت برخوردار بوده و به چسب اسکاچ معروفند.
چسب های جامد را می توان به اشکال دیگر هم تهیه نمود نظیر ،پودر ، مکعب های کوچک دانه های گرانول و پولک زمان مجاز نگهداری و ذخیره سازی چسب های جامد نامحدود است . این چسب ها حدود 15 درصد رطوبت و 1 الی 4 درصد نمک های معدنی ، مقدار خیلی کمی گرایس و حدود 6 درصد ناخالص های دیگر دارند.
انتخاب یک چسب به درجه خلوص آن ، خواص فیزیکی مورد نیاز و منشاء چسب بستگی دارد.
برای آماده سازی یک چسب جهت استفاده معمولاً پودر (یا سایر اشکال ) آن را به آب گرم اضافه نموده و مخلوط را به هم می زنند تا حل شود . مواد افزودنی زیر را به مقدار مورد نظر به محلول اضافه می کنند.
نشاسته یادکسترین جهت ارزان تر نمودن آن ماده ضداکسایش برای جلوگیری از تخریب (بخصوص بیولوژیکی) ضد کف ، افزایش دهنده خصلت ترکنندگی (نظیر مقدار خیلی کمی از صابون ) و نرم کننده (نظیر گلسیرول ، سوربیتول ) مایع چسب بایستی حاوی حدود 50 در صد جامد باشد که 10 تا 20 درصد آن از مواد افزودنی فوق (بخصوص دکسترین یا نشاسته) می باشد.
در فرمول یک چسب حیوانی بندرت از یک عامل پخت (سخت کننده) استفاده می شود . دربعضی از کاربردها که نیاز به تشکیل اتصال عرضی است یک عامل پخت ( نظیرپارافرما آلدئید یا هگزا متیلن تترامین) را با محلول چسب مخلوط می کنند چسب در این حالت با اعمال حرارت و در ph معادل 5/4 تا 5 پخت می گردد. چسب های حیوانی برای چسباندن کلیه اجسامی که توسط اب خیس شده و آب به یکی از سطوح انها نفوذ می نمایند. مانند (کاغذ، مقوا، پارچه ف چوب) بکار می روند.
چسب های حیوانی به غیر از پوست و استخوان از منابع دیگری هم مثل کازئین (از افزودن اسید به شیر حاصل می شود.) آلبومین خون و رزین شلاک (صمغ ترشح شده از یک نوع حشره )تهیه و مصرف می شوند.

ب- چسب های گیاهی

این چسب ها قابلیت انحلال در اب را داشته و می توانند به صورت ذرات معلق در اب در ایندو به سادگی از منابع طبیعی تهیه شوند.
همه چسب ها ی گیاهی تقریباً برپایه نشاسته و دکسترین (از مشتقات نشاسته) هستند که از منابع گیاهی موجود در دنیا بدست می آیند . از عمده ترین منایع تهیه نشاسته می توان ذرت ، گندم ، سیب زمینی و برنج را نام برد این چسب ها به صورت مایع و یا جامد تهیه می شوند.
اجزاء فرمول یک چسب بر پایه نشاسته عبارتنداز:
1-
مواد فعالی که یک حالت ژلاتینی ایجاد می کنند . نظیر سود،کلرور روی ، منیزیم و کلسیم
2-
حلال ، عموماً آب
3-
مواد اصلاح کننده ، مثل رزین های محلول در آب ، براکس ها ، فرمالین ، پروتئین ها و عامل خیس کننده
4-
نرم کننده ها که انعطاف پذیری لایه چسب بین سطوح اجسام را تامین می کنند نظیر گلیسرین تری بوتیل فسفات ، دی بوتیل فتالیت.تر کیبات تشکیل دهنده یک فرمول چسب طبق دستورالعمل مشخصی با یکدیگر مخلوط می گردند و در نتیجه چسب آماده استفاده می گردد چسب بر پایه نشاسته بیشترین مصرف را برای چسباندن کاغذ ، مقوا ، چوب به یکدیگر دارد . دکسترین از حرارت دادن نشاسته در حضور کاتالیزور مناسب بدست می اید. در این واکنش یکی از سه نوع دکسترین ؛ سفید ، زرد و قهوه ای با خواص فیزیکی متفاوت برحسب نوع کاتالیزور ، درجه حرارت و مدت انجام وا کنش حاصل می شود.
</str

نظرات شما عزیزان:

نام :
آدرس ایمیل:
وب سایت/بلاگ :
متن پیام:
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O };-
:B /:) =DD :S
-) :-(( :-| :-))
نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه:





پيوندها
  • جی پی اس موتور
  • جی پی اس مخفی خودرو

  • تبادل لینک هوشمند
    برای تبادل لینک  ابتدا ما را با عنوان شیمی و آدرس shimidananahm.LXB.ir لینک نمایید سپس مشخصات لینک خود را در زیر نوشته . در صورت وجود لینک ما در سایت شما لینکتان به طور خودکار در سایت ما قرار میگیرد.








نام :
وب :
پیام :
2+2=:
(Refresh)

<-PollName->

<-PollItems->

خبرنامه وب سایت:





آمار وب سایت:  

بازدید امروز : 1
بازدید دیروز : 1
بازدید هفته : 1
بازدید ماه : 353
بازدید کل : 32122
تعداد مطالب : 44
تعداد نظرات : 5
تعداد آنلاین : 1