خانواده ی چسب ها (7)

آسفالت

چسب های آسفالتی فرمولاسیون های ترموپلاست ارزان قیمت هستند که عموماً شامل رزین های آسفالتی به همراه رابر ترموپلاست مانند بوتیل و یا پلی ایزوبوتیلن، می باشد. این چسب ها، به طور ذاتی، چسبنده هستند. این چسب ها برای اتصال دهی بسیاری از مواد مانند بتن، شیشه، فلز و محصولات کاغذی، مناسب می باشند.
چسب های آسفالتی باید تنها در جاهایی استفاده شود که تنش اندکی وجود داشته باشد. استحکام پیوند این چسب ها پایین است و با افزایش دما، این استحکام، افت قابل توجهی می کند. خواص دما بالای مربوط به چسب های آسفالتی، به آسفالت ذره ای مورد استفاده و ترکیباتی وابسته می باشد که در چسب وجود دارد. چسب های آسفالتی در دمایی در گستره ی 20 تا 30 فارنهایت، ترد می شوند. مقاومت در برابر آب و مواد قلیایی مربوط به چسب های آسفالتی، بسیار خوب است. لایه های نازک نسبت به بخار آب، نفوذ ناپذیر هستند. روغن ها، گریس ها و حلال های متداول، می توانند محصولات آسفالتی را نرم کنند.
امولسیون های آبی، محلول های حاوی حلال و محصولات ذوبی، به طور گسترده در تولید چسب های آسفالتی، استفاده می شود. یک چنین مخلوط هایی، برای آب بندی مفید هستند و همچنین امولسیون های آسفالتی برای اتصال لایه های کاغذی و سایر محصولات بسته بندی نیز که نیازمند آب گریز بودن هستند، مفید می باشند. این محصولات در بسیاری از کاربردهایی استفاده می شوند که در آنها، استحکام در مقایسه با مقاومت در برابر آب، اسید و مواد قلیایی، در درجه ی اهمیت ثانویه قرار دارد. محصولات ذوبی نیز برای اتصال دهی امولسیون ها و لایه های کاغذ و فویل، استفاده می شوند. امولسیون ها به عنوان بایندر در جاده ها و برای عایق کاری قطعات آسفالتی و اتصال دهی قطعات مورد استفاده بر روی روی سقف خانه ها، کاربرد دارند.

رابرهای بازیافتی

چسب های بر پایه ی رابرهای بازیافتی در اصل از رابرهایی تهیه می شوند که فرایند ولکانش آنها شکسته شده است. این چسب ها عموماً از محصولات رابری بازیافتی مانند تایر اتومبیل، تولید می شوند. خواص این محصولات با استفاده از افزودنی های خاص، اصلاح می شود و بدین صورت، می توان ویژگی های مناسبی در این محصولات، ایجاد کرد. اغلب رزین های الاستومری جدید، با رابرهای بازیافتی مخلوط می شوند و بدین صورت، خواص بهتری بوجود می آید. ویژگی های اصلی مربوط به چسب های رابری بازیافتی، هزینه ی پایینی دارند.
فرمولاسیون این چسب ها عموماً شامل محلول های حلالی و یا امولسیون های آبی هستند. آنها مشابه با رابر طبیعی کار می کنند. به هر حال، الاستیسیته آنها به اندازه ی الاستیسیته ی رابر طبیعی نیست. چسب های رابری بازیافتی عموماً برای کاربردهای ساختاری استفاده نمی شوند زیرا استحکام برشی آنها و همچنین مقاومت در برابر نور خورشید در آنها، ضعیف است. این چسب ها، تنها می توانند تا دمای 158 فارنهایت، مقاومت داشته باشند. به عنوان یک نتیجه، این چسب ها، استفاده هایی را در کاربردهایی پیدا کرده است که نیاز به استحکام پایین دارند و همچنین نیازمند چسب های ارزان قیمت هستند. چسب های رابری بازیافتی در صنعت خودرو، و در چسباندن کفپوش ماشین، آب بندی های بدنه، صداگیرها و اتصال برخی قطعات به فلز، استفاده می شود. این چسب ها، عموماً به خوبی به فلز، چوب، کاغذ، پارچه، چرم و رابر طبیعی اتصال می یابند.

رابر بوتیل
>

رابر بوتیلی، الاستومر مورد استفاده در چسب ها و مواد آب بندی است. این رابر یک کوپلیمر از یک دیین (diene) مانند بوتادین و یک اولفین مانند ایزوبوتیلن می باشد. این رابر هم به عنوان یک رزین اولیه و هم به عنوان یک افزودنی افزاینده ی چسبندگی، استفاده می شود. رابر بوتیلی عموماً به صورت محلول در حلال، استفاده می شود. این رابر اغلب به صورت چسب حساس به فشار نیز فرموله می شود. چسب های بوتیلی عموماً دارای استحکام پایینی هستند و تحت بارگذار، متحمل خزش می شوند. این محصولات در کاربردهای بسته بندی مفید می باشند زیرا نفوذپذیری گاز، بخار و رطوبت در آنها پایین است.
رابرهای بوتیلی حاوی مقادیر اندکی مولکول های اشباع نشده در زنجیره ی خود هستند. پلی ایزوبوتیلن یک شکل اشباع کامل از رابر بوتیلی است. رابر بوتیلی اغلب با پلی ایزوبوتیلن فرموله می شود و بدین صورت میزان استحکام پیوستگی ماده ی حاصله، تنظیم می شود. همچنین این مسئله بر روی مقاومت به خزش، میزان انعطاف پذیری و مقاومت به پوسته ای شدن چسب نیز اثر دارد.

رابر استایرن بوتادین (SBR)

رابر استایرن بوتادین اغلب به عنوان یک جزء اصلی در چسب های الاستومری، استفاده می شود. SBR دارای خواص چسبندگی خوبی مشابه با رابر طبیعی، نئوپرنی و تیتریلی، نیست. به هر حال، این ماده دارای قیمت ارزان تری نسبت به دیگر رابرها می باشد. ترکیب این رابر با رابر طبیعی موجب بوجود آمدن چسب های SBR می شود که دارای خواص پیرشوندگی بهتری و جذب رطوبت پایین ترین هستند. این چسب ها، مقاومت در برابر روغن و مقاومت در برابر اکسیداسیون چسب های بر پایه ی نئوپرن و یا نیتریلی را ندارند. رزین های SBR به طور طبیعی دارای میزان بالایی از چسبندگی نیست. اغلب تکتیفایرها و پلاستیسایزرها، به چسب های SBR افزوده می شود تا بدین صورت، میزان چسبندگی انها افزایش یابد.
چسب های SBR در انواع فرمولاسیون های مختلف استفاده می شوند. امولسیون های ابی این محصولات متداول تر از امولسیون های حلالی و محصولات ذوبی است. چسب های SBR به صورت چسب های حساس به فشار و چسب های لایه ای در صنعت کاغذ، پارچه، چرم و ... استفاده می شوند.

پلی کلروپرن (نئوپرن)

نئوپرن نام عمومی الاستومرهای پلی کلروپرنی است. نئوپرن ممکن است به گونه ای طراحی شود که قابلیت عمل اوری دارد و یا ندارد. نوع عمل اوری شده، دارای عوامل ایجاد کننده ی پیوند عرضی است. اکسیدهای فلزی و آنتی اکسیدان ها، به طور متداول در فرمولاسیون چسب های نئوپرنی، استفاده می شوند. این چسب ها دارای مقاومت استثنایی در برابر ازون و عوامل اکسید کننده، هستند.
نئوپرن ها عموماً به همراه حلال های آلی و یا به صورت چسب های تماسی و یا بتونه های با قابلیت اکسترود شده، وجود دارد. نرخ ایجاد استحکام در این محصولات، سریع است و آنها می توانند پس از اتصال، بارهای پایین را در دماهای بالا تحمل کنند. به هر حال، میزان حفظ چسبندگی و فعالیت حرارتی و یا فعالیت با حلال این چسب ها، نسبت به چسب های رابری دیگر، بهتر است. به عنوان یک چسب تماسی، سیمان های نئوپرنی بر روی هر دو زیرلایه اعمال می شوند و اجازه داده می شود تا حلال تبخیر شود و پس از آن، سطوح پیوندی به خوبی با هم مونتاژ می شوند و با اعمال نیرو بر روی آنها، اتصال می چسبد. به دلیل استحکام اولیه ی استثنایی و بالا در نئوپرن، این سخت است که عدم تطابق میان سطوح در زمان تماس سطوح آماده ساز شده، تصحیح شود.
نئوپرن خواص شیمیایی فیزیکی مشابه با رابر طبیعی دارد اما از رابر طبیعی سخت تر است و دارای پیرسازی بهتر و خواص دما بالای بهتر نسبت به رابر طبیعی است. اتصال های نئوپرنی در گستره ی دمای -70 F تا 180 فارنهایت، به خوبی کار می کنند. از لحاظ مکانیکی، اتصال نئوپرنی، موجب جذب لرزش می شود و دارای استحکام برشی و مقاومت به پوسته ای شدن، مطلوبی است. استحکام برشی این قطعات بر روی زیرلایه های فلزی می تواند در گستره ی 3000 تا 5000 psi باشد. فیلم های نئوپرنی عمل آوری شده، صلب تر از چسب های ترموپلاست هستند اما این صلبیت به اندازه ی صلبیت مربوط بهچ چسب های اپوکسی یا فنولیک نیست. نئوپرن تحت تنش، تغییر شکل می دهند و بنابراین، خواص خستگی و خواص ضربه ای آن، استثنایی است.
نئوپرن دارای مقاومت خوبی در برابر آب، اسپری نمک، اکثر مواد شیمیایی و خوردگی با عوامل بیولوژیکی دارد. بنابراین، این محصولات اغلب در ساختمان سازی و برای اتصال لایه های پلاستیکی دکوراسیونی، اتصال های چوبی، تخته سه لایی و پانل های دیواری، مورد استفاده قرار می گیرد. به هر حال، نئوپرن باید رد کاربردهایی استفاده شود که در آنها، تنش برشی ثابت کمتر از 300 psi باشد. علت این مسئله، این است که این محصول ها مستعد سیال سرد هستند. برای کاربردهای ساختاری، الاستومرهای نئوپرنی با رزین های مصنوعی مخلوط می شوند تا بدین صورت، استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی آنها بهبود یابد. مشابه با الاستومرهای نیتریلی، نئوپرن نیز اغلب با رزین های فنولیک، مخلوط می شوند.
چسب های نئوپرنی خاصی برای اتصال دهی فلز به فلز در کاربردهای ساختاری، توسعه یافته اند. اتصال دهی خوب با استفاده از این چسب، در بسیاری از فلزات مانند آلومینیوم، منیزیم، فولاد و فولاد ضد زنگ، مشاهده شده است. اتصال دهی برخی از فلزات مانند مس، روی و کروم، با استفاده از این ترکیبات، استحکام های ضعیفی ایجاد می کند. نئوپرن یک چسب پایه است که در اتصال دهی لایه های پلاستیکی در آشپزخانه ها، مورد استفاده قرار می گیرد. صنعت کفش نیز یک مصرف کننده ی بزرگ از سیمان های نئوپرنی محسوب می شوند.

اکریلونیتریل بوتادین (نیتریل)

چسب های اکریلونیتریل بوتادین یا نیتریل متداول ترین چسب در کاربردهای رابری محسوب می شوند اما این چسب ها، نسبت به چسب های نئوپرنی، کمتر متداول هستند. چسب های رابری نیتریلی یک کوپلیمر از بوتادین و اکریلونیتریل است. رزین های نیتریلی با انواع مختلفی از پرکننده ها و اصلاح کننده ها، تطابق دارد و بنابراین، به متخصص فرمولاسیون، اجازه ی ایجاد خواص گسترده در این ترکیبات را می دهد.
چسب های نیتریلی عموماً در شکل محلول در حلال و با ویسکوزیته های مختلف، موجود می باشند. وقتی این چسب ها بر روی زیرلایه ها خشک می شوند، چسب می تواند با حرارت دهی و یا با اضافه نمودن حلال، پیش از اتصال دهی، فعال شود. اگر چه عمل اوری مناسب این چسب ها می تواند در دمای 325 فارنهایت و زمانی در حدود 20 دقیقه انجام شود، استحکام بهتر در دماهای بالا، در صورتی بدست می آید که چسب در دماهای بالا، عمل اوری شود. چسب های نیتریلی همچنین به صورت نواری نیز موجود می باشند. این چسب های نواحی تحت فشار و یا اعمال حرارت، فعال سازی می شوند.
استحکام پیوند چسب های نیتریلی و مقاومت به خزش آنها بر اساس ترکیب عوامل مورد استفاده در آنها، تغییر می کند. استحکام پیوند بالا در گستره ی فشار 3000- 4000 psi حاصل می شود. این محصول ها در دمای سرویس دهی تا 250 فارنهایت، استفاده می شوند. چسب های نیتریلی برای کاربردهای ساختاری که تحت بارگذاری پیوسته هستند و میزان بارگذار آنها از 100 psi فراتر می رود، مناسب نیستند. این چسب ها، دارای مقاومت خوبی در برابر بسیاری از حلال های آلی، روغن، آب و گریس هستند.
کاربردهای اصلی چسب های نیتریلی، در دماهای بالا می باشد مانند اتصال دهی لنت ترمز و بخش های خاصی از کفش، روکش کلاژ و اتصال دهی سنگ های ساینده به نگهدارنده ی فلزی آنها. رابرهای نیتریلی با رزین های فنولی مخلوط می شوند و بدین صورت، یک چسب ساختار مهی برای فلزات تولید می کنند. چسب های نیتریلی همچنین برای اتصال دهی مواد وینیلی و سایر الاستومرها نیز استفاده می شود. در این کاربردها، مقاومت به سایش و مقاومت در برابر آب و روغن، از جمله خواص مورد نیاز می باشد. چسب های نیتریلی همچنین برای اتصال دهی رابرهای ولکانش یافته و ولکانش نیافته به سطوح مختلف، استفاده می شوند.

پلی ایزوبوتیلن

رزین های پلی ایزوبوتیلن به طور متداول در فرمولاسیون چسب های حساس به فشار استفاده می شوند. پلی ایزوبوتیلن یک پلیمر آمورف است که عمدتاً دارای زنجیره های مولکولی در هم تنیده می باشد. بنابراین چسب های پلی ایزوبوتیلنی به دلیل انعطاف پذیری بالا و چسبندگی مناسب، شاخص می باشند. این چسب ها، دارای ویژگی های پیرسازی بهتری نسبت به رابر طبیعی هستند و دارای مقاومت در برابر عوامل محیطی و الاستیسیته ی خوبی هستند. به هر حال، چسب های پلی ایزوبوتلینی دارای مقاومت گرمایی ضعیفی هستند و بوسیله ی بسیاری از حلال ها، مورد حمله قرار می گیرند. رابر بوتیلی در واقع پلی ایزوبوتیلنی است که دارای پیوندهای عرضی اندکی است. بنابراین، افزودن بوتیل می تواند موجب بهبود استحکام پیوستگی و مقاومت خزشی این چسب ها، شود.
چسب های پلی ایزوبوتیلنی عموماٌ به صورت محلول در حلال، یا لایه های حساس به فشار موجود می باشند. بسیاری از محصولات نواری حساس به فشار با رزین های پلی ایزوبوتیلن، توسعه یافته اند. این محصول ها، به طور پیوسته چسبناک هستند.

پلی وینیل متیل اتر

رزین های پلی وینیل متیل اتر یک گروه ممتاز از چسب های بی رنگ و محلول در آب را ایجاد می کنند. این چسب ها عموماً در فرمولاسیون های حساس به فشار، مورد استفاده قرار می گیرند. کاربردهای اصلی این چسب ها، در لیبل های حساس به فشار و فعال سازی شده با رطوبت می باشد. این چسب هامقاومت به پوسته ای خوبی دارند و در برخورد با اشعه ی UV، ترد نمی شوند. به عنوان یک نتیجه، لیبل های کاغذی که با استفاده از چسب های پلی وینیل متیل اتر تولید می شوند، پوسته ای نمی شوند و می تواند برای اتصال سطوح شیشه ای از آنها استفاده کرد.

پلی سولفید

الاستومرهای پلی سولفیدی اغلب به جای ماده ی آب بندی استفاده می شوند، نه چسب. علت این مسئله، این است که این چسب ها دارای استحکام پایین و میزان ازدیاد طول بالایی هستند. الاستومرهای پلی سولفیدی به صورت مایع موجود می باشند و می تواند به سهولت آنها را برای انواع مختلف از کاربردها، فرموله کرد.
چسب های پلی سولفیدی عموماً سیست های دو جزئی با ویسکوزیته ی بالا و عاری از حلالی هستند که برای عمل آوری، نیازمند یک کاتالیست هستند. این سیستم ها در دمای اتاق، عمل آوری می شوند اما مدت 3 تا 7 روز طول می کشد تا به استحکام نهایی خود برسند. از آنجایی که میزان حلال این چسب ها اندک و یا صفر است، میزان شرینکیج این چسب ها در طی گیرش، ناچیز است و از این رو، پلی سولفیدها در انواع مختلفی از کاربردهای آب بندی، استفاده می شوند.
به دلیل استحکام نسبتا پایین، تمایل به خزش تحت بارهای سبک و مقاومت پایین در برابر دماهای بالا، این مواد در اصل به عنوان مواد آب بندی استفاده می شوند، نه به عنوان چسب. مقاومت در برابر آب، حلال های آلی، روغن و آب نمک، این نوع از چسب ها، بهتر از چسب های رابری ترموپلاست است. خواص دما پایین این محصولات استثنایی است و میزان انعطاف پذیری آنها تا دمای منفی 80 فارنهایت، حفظ می شود. به هر حال، مقاومت در برابر دماهای بالا در این نوع از چسب ها، ضعیف است و این چسب ها در دمایی بین 160 تا 200 فارنهایت، نرم می شوند.
برخی از الاستومرهای پلی سولفیدی برای کاهش صلبیت اپوکسی های دو جزئی، استفاده می شوند. این چسب های اصلاح شده، برای اتصال دهی آلومینیوم مورد استفاده قرار می گیرند و دوام آنها بالاست اگر چه، استحکام کششی آنها نسبت به چسب های اپوکسی اصلاح نشده، پایین تر است.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
منبع مقاله :
Handbook of adhesives and sealants/ Edxard M. Petrie