ساخت گلدان سلولزی از چسب نشاسته ای - جلسه دوم
اهداف جلسه:
آشنایی با اجزای تشکیل دهنده چسب ها
آشنایی با مواد افزودنی به چسب
آشنایی با تئوری های چسبندگی
آشنایی آماده سازی سطح برای چسبندگی
وسایل مورد نیاز:
کامپیوتر مجهز به اینترنت
مقدمه
یکی از قدیمی ترین روش های اتصال اجسام به یکدیگر استفاده از چسب بوده است در لغت نامه چسب به عنوان ماده ای تعریف می شود كه بتواند با كمك اتصال سطحی دو ماده را كنار هم نگه دارد. این تعریف برای ماده ای كه مبنای یك صنعت چند میلیارد دلاری است و در آن بیش از 750 شركت در حال رقابت برای كسب سهم بازار هستند، ساده انگارانه است. همانگونه که میدانید،با پیشرفت علوم و پدید آمدن فناوری های گوناگون جهت انجام بهتر کارهای صنعتی، بشر آموخت چگونه از مواد طبیعی بهتر بهره گیرد و به تدریج یاد گرفت که با تغییر شکل مواد طبیعی و ایجاد مواد ترکیبی یا مصنوعی و به کارگیری آن ها در فناوری های مختلف صنعتی، نسل جدیدی از مواد را برای اموری مانند اتصّال، تقویت و حفاظت قطعات و تجهیزاتی با جنس های متنوع در اختیار داشته باشد. گوشه کوچکی از این مجموعه عظیم مواد عبار تند از چسب ها همانطور که در جلسه قبل اشاره شد آثار گذشته نشان می دهد که حدود سه هزار سال قبل از چسب استفاده می شده است. چسب های قدیمی حالتی شبیه به قیر داشته اند و برای مثال از آنها به صورت ساروج در ساخت برج بابل استفاده شده است تا قرن بیستم تکنولوژی چسب ها پیشرفت بسیار کمی داشته است.
2-1 اجزای تشکیل دهنده چسب ها
مواد پلیمری
چسب ها ، همگی حاوی پلیمر هستند یا پلیمرها در حین سخت شدن چسب ها بوسیله واکنش شیمیایی پلیمر شدن افزایشی یا پلیمر شدن تراکمی حاصل می شوند. پلیمرها به چسب ها قدرت چسبندگی می دهند. می توان آنها را به صورت رشته هایی از واحدهای شیمیایی همانند که بوسیله پیوند کووالانسی به هم متصل شده اند، در نظر گرفت.
پلیمرها در دماهای بالا روان می گردند و در حلال های مناسب حل می گردند. خاصیت روان شدن آنها در چسب های حرارتی و خاصیت حل شوندگی آنها در چسب های بر پایه حلال، یک امر اساسی می باشد. پلیمرهای شبکه ای در صورت گرم شدن جریان نمی یابند، ممکن است در حلال ها متورم گردند، ولی حل نمی شوند. تمامی چسب های ساختمانی ، شبکه ای هستند، زیرا این مورد خزش (تغییر شکل تحت بار ثابت) از بین می برد.
2-2 افزودنی های دیگر به چسب
بسیاری از چسب ها، علاوه بر مواد پلیمری دارای افزودنی هایی هستند از قبیل:
مواد پایدار کننده در برابر تخریب توسط اکسیژن و UV.
مواد نرم کننده که قابلیت انعظاف را افزایش می دهد و دمای تبدیل شیشه ای (Tg) را کاهش می دهد.
مواد پر کننده معدنی که میزان انقباض در سخت شدن را کاهش می دهد و خواص روان شدن را قبل از سخت شدن تغییر می دهد و خواص مکانیکی نهایی را بهبود می بخشد.
مواد تغلیظ کننده.
معرف های جفت کننده سیلانی.
2-3 تئوری های چسبندگی
درباره چسبندگی شش تئوری وجود دارد که عبارتند از:
تئوری جذب فیزیکی جذب فیزیکی شامل نیروهای وان دروالسی در بین سطوح می باشد که در بر گیرنده جاذبه های بین دو قطبی های دائم و دو قطبی القایی و نیروهای لاندن می باشد.
تئوری جذب شیمیایی
تئوری پیوند شیمیایی در مورد چسبندگی ، بر اساس تشکیل پیوندهای کووالانسی ، یونی و هیدروژنی بین سطح می باشد. مدارکی مبنی بر اینکه پیوندهای کووالانسی با عوامل جفت کنندگی سیلانی تشکیل می شود، وجود دارد و ممکن است که چسب ها شامل گروه های هیدروکسی یا آمین باشند که با اتم های هیدروژن فعال از قبیل گروه های هیدروکسیل، اگر چوب یا کاغذ اجزا مورد عمل باشند، پیوند هیدروژنی ایجاد می کنند.
تئوری نفوذ
تئوری نفوذ این دیدگاه را مطرح می کند که پلیمرها هنگام تماس ممکن است در همدیگر نفوذ کنند. بنابراین مرز درونی سرانجام برداشته می شود و نفوذ پلیمرها در صورتی اتفاق می افتد که زنجیرهای متحرک و سازگار باشند. به عبارت دیگر، دما باید از دمای تبدیل شیشه ای بالاتر رود.
تئوری الکتروستاتیک
تئوری الکتروستاتیک، از این طرح سرچشمه گرفته است که وقتی دو فلز در تماس با یکدیگر باشند، الکترون ها از یکی به دیگری منتقل می شوند و بنابراین یک لایه مضاعف الکتریکی تشکیل می گردد که نیروی جذب را نشان می دهد. چون پلیمرها، نارسانا هستند، مشکل به نظر می رسد که این تئوری برای چسب ها کاربرد داشته باشد.
تئوری پیوند درونی مکانیکی
اگر سطحی را که می خواهیم روی آن چیزی بچسبانیم، دارای سطحی نامنظم باشد آنگاه ممکن است چسب در ناهمواری های سطح ، قبل از سخت شدن داخل شود. این ایده ، باعث ظهور این تئوری شد که به اتصالات چسب با مواد متخلخل از قبیل چوب و نسوجات بسط داده شد. مثالی از این قبیل، عبارت از استفاده از اتو در لایه چسب و در لباس می باشد. لایه چسب ها، حاوی چسب های ذوبی هستند که پس از ذوب در پارچه نفوذ می کنند.
تئوری لایه مرزی ضعیف
تئوری لایه مرزی ضعیف ، پیشنهاد می کند که سطوح تمیز ، پیوندهای قوی تری با چسب ایجاد می کنند. اما برخی آلودگی ها از قبیل زنگ و روغن یا گریس ها، لایه ای ایجاد می کنند که چسبندگی ضعیفی دارد. همه آلودگی ها، لایه مرزی ضعیف تشکیل نمی دهند، زیرا در برخی حالات، آنها توسط چسب حل خواهند شد. در این محدوده، چسب های ساختمانی آکریلیک، برتر از اپوکسیدها هستند و این، بدلیل توانایی آنها برای حل کردن روغن ها و گریس ها می باشد.
2-4 آماده سازی سطح برای چسبندگی
آماده سازی نامناسب یا نادرست سطح، احتمالا دلیل عمده شکسته شدن اتصالات چسبی می باشد. آماده سازی سطح یک جسم با روش های زیر انجام می گیرد: روش های سائیدگی، استفاده از حلال ها، تخلیه شعله وکرونا، حک کردن تفلون، حک کردن فلزات، آندی کردن فلزات، استفاده از چند سازه ها.
در ادامه این پروژه به مبحث انواع چسب ها خواهیم پرداخت.
تکلیف: برای این جلسه در مورد اجزای تشکیل دهنده چسب ها و انواع پیوند هایی که موجب تشکیل چسب ها می شوند در اینترنت تحقیق کنید. این فعالیت را با ثبت یک گزارش کوچک برای ما ارسال نمایید.
محل بازدید/ اردو/ خرید: ______
منابع مطالعه: برای آنکه به اطلاعات بیشتری درباره اجزای تشکیل دهنده چسب ها دست یابید، اینجا کلیک کنید.
بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان، تهیه: الهام گارسچی
تنظیم: نیلوفر یاقوتی
ساخت گلدان سلولزی از چسب نشاسته- جلسه اول
ساخت گلدان سلولزی از چسب نشاسته-جلسه دوم
ساخت گلدان سلولزی از چسب نشاسته-جلسه سوم
ساخت گلدان سلولزی از چسب نشاسته- جلسه چهارم
ساخت گلدان سلولزی از چسب نشاسته-جلسه پنجم
ساخت گلدان سلولزی از چسب نشاسته-جلسه ششم
ساخت گلدان سلولزی از چسب نشاسته-جلسه هفتم
ساخت گلدان سلولزی از چسب نشاسته-جلسه هشتم
