ساخت گلدان سلولزی از چسب نشاسته ای - جلسه سوم
اهداف جلسه:
آشنایی با انواع چسب ها
آشنایی با چگونگی سفت شدن چسب ها
آشنایی با معایب و مزایای چسب ها
وسایل مورد نیاز:
کامپیوتر مجهز به اینترنت
چند نمونه از انواع چسب ها
مقدمه
در دو جلسه گذشته با موضوع چسب، تاریخچه استفاده از چسب ها، اجزای تشکیل دهنده چسب ها و تئوری چسبندگی آشنا شدید در ادامه این پروژه قصد داریم با انواع چسب ها و چگونگی سفت شدن چسب ها و معایب و مزایای چسب ها آشنا شویم.
3-1 انواع چسب ها
اگر بخواهیم چسب ها را بر اساس نوع سخت شدنشان طبقه بندی کنیم، به چند دسته اصلی تقسیم می شوند. ابتدا چسب هایی که توسط واکنش شیمیایی سخت می شوند.
چسب های اپوکسیدی:
اپوکسیدها، بهترین نوع چسب های شناخته شده ساختمانی هستند و بیشترین کاربرد را دارند. رزین اپوکسی که اغلب در حالت معمول استفاده می شود، معمولا دی گیلیسریل اتراز بیس فنل DGEBA)A) نامیده می شود و بوسیله واکنش نمک سدیم از بیس فنل A با اپی کلروهیدرین ساخته می شود. آمینهای آروماتیک و آلیفاتیک به عنوان عامل سخت کننده استفاده می شوند. این چسب ها به چوب، فلزات، شیشه، بتن، سرامیک ها و پلاستیک های سخت بخوبی می چسبند و در مقابل روغن ها، آب، اسیدهای رقیق، بازها و اکثر حلال ها مقاوم هستند. بنابراین کاربرد بیشتری در چسباندن کفپوش های وینیلی در سرویس ها و مکان های خیس و به سطوح فلزی دارند.
چسب های فنولیک برای فلزات:
وقتی که فنل با مقدار اضافی فرمالدئید تحت شرایط بازی در محلول آبی واکنش کند، محصول که تحت عنوان رزول شناخته شده و الیگومری شامل فنل های پلدار شده توسط اتروگرومتیلن روی حلقه های بنزن می باشد، بدست می آید. برای جلوگیری از تشکیل حفره های پر شده از بخار، اتصالات چسب های فنولیک تحت فشار، معمولا بین صفحات پهن فولادی گرم شده توسط پرس هیدرولیک سخت می شوند. بدلیل شکننده بودن فنولیک ها، پلیمرهایی از جمله پلی وینیل فرمال، پلی وینیل بوتیرال، اپوکسیدها و لاستیک نیتریل اضافه می شود تا سخت تر گردند.
چسب های تراکمی فرمالدئید برای چوب:
تعدادی از چسب های مورد استفاده برای چوب نتیجه تراکم فرمالدئید با فنول و رزوسینول (1و3 دی هیدروکسی بنزن) هستند. بقیه با اوره یا ملامین متراکم می شوند.
چسب های آکریلیک:
چسب های ساختاری شامل منومرهای آکریلیک توسط افزایشی رادیکال آزاد در دمای محیط سخت می شوند. منومر اصلی، متیل متاکریلات (MMA) می باشد، اما موارد دیگری از قبیل اسید متاکریلات برای بهبود چسبندگی به فلزات بوسیله تشکیل نمکهای کربوکسیلات و بهبود مقاومت گرمایی و اتیلن گلیکول دی متیل اکریلات برای شبکه ای کردن نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرد.
کلروسولفونات پلی اتیلن، یک عامل سخت کننده لاستیک است و کیومن هیدورپراکساید و N,N دی متیلن آنیلین، اجزاء یک آغازگر اکسایشی- کاهشی هستند. پیوند دهنده هایی که برای اتصالات محکم مصنوعی به استخوان های انسان و پوشش های چینی برای دندان ها استفاده می شود نیز بر مبنای MMA هستند و بطورکلی برای جسباندن فلزات، سرامیک ها، بیشتر پلاستیک ها و لاستیک ها استفاده می شود و اتصالات پرقدرتی را ایجاد می کنند.
چسب های غیر هوازی:
چسب های غیر هوازی در غیاب اکسیژن که یک بازدارنده پلیمر شدن است، سخت می گردد. این چسب ها اغلب بر پایه دی متاکریلات هایی از پلی اتیلن گلیکول هستند. کاربرد این چسب ها، اغلب در محل اتصال چرخ دنده ها، تقویت اتصالات استوانه ای و برای درزگیری می باشد.
چسب های پلی سولفیدی:
پلی سولفیدها در ابتدا به عنوان دزدگیر استفاده می شدند و یک کاربرد مهم دزدگیری لبه های آینه های دوبل می باشد. هر دو برای اینکه واحدها را باهم نگه دارند و مانعی در برابر نفوذ رطوبت ایجاد کنند. آنها به وسیله بیس (2- کلرواتیل فرمال) با سدیم پلی سولفید تهیه می شوند و به منظور کاهش قیمت از پرکننده های معدنی استفاده می شود. به عنوان نرم کننده، از فتالات ها و معرف های جفت کننده سیلانی استفاده می شود و عامل سخت کننده آنها شامل دی اکسید منگنز و کرومات هستند.
3-2 چگونگی سفت شدن چسب ها
سفت شدن لاستیکی چسب های ساختمانی:
بسیاری از چسب های ساختمانی، پلیمرهای لاستیکی حل شده ای در خودشان دارند. وقتی که چسب ها سخت می شوند، لاستیک به صورت قطراتی با قطر حدود 1µm رسوب می کند. لاستیک های استفاده شده در این روش شامل پلی وینیل فرمال (pvf) و پلی وینیل بوتیرال (PVB) هستند که هر دو بوسیله واکنش آلدئید مناسب با پلی وینیل الکل ساخته می شوند.
سیلیکون ها:
چسب های یک جزئی سیلیکون اغلب به چسب های ولکانیزه شونده در دمای اطاق (rtv) معروفند و شامل پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) با جرم های مولکولی در محدود 1600-300 با گروه های انتهای استات، کتوکسیم یا اتر هستند. این گروه ها توسط رطوبت اتمسفر، هیدرولیز شده، گروه های هیدروکسیل تشکیل می دهند که بعدا با حذف آب متراکم می شوند.
چسب های سیلیکونی نرم و مطلوب هستند و دارای مقاومت محیطی و شیمیایی خوبی هستند. این چسب ها به عنوان بهترین پوشش برای استفاده در حمام شناخته شده اند.
چسب هایی که بدون واکنش شیمیایی سخت می شوند.
این چسب ها شامل سه نوع زیر می باشند
چسب هایی که در اثر حذف حلال سخت می شوند:
چسب های تماسی: چسب های تماسی احتمالا از معروف ترین چسب ها بر پایه حلال هستند. این ها محلول هایی از پلیمر در حلال آلی هستند که در دو سطح بکار می روند تا متصل شوند. ماده اصلی این چسب ها ، لاستیک پلی کلروپرن (پلی کروپرن ، پلی کلرو بوتادین) است و برای چسباندن روکش های تزئینی و پلاستیک های محکم دیگر مثل ABS , DVC به چوپ و محصولات فلزی و چسب های تماسی DIY برای تخت کفش بکار می روند.
چسب های پمادی: چسب های بر پایه حلال مشهور که در ظروف پماد مانند به عموم فروخته می شوند، اغلب محلول هایی از لاستیک نیتریل (همی پلیمر یا بوتادین و آکریلونیتریل) در حلال های آلی هستند.
چسب هایی که با از دست دادن آب سخت می شوند:
محلول های آبی و خمیرها: نشاسته، ذرت و غلات، منابع عمده برای استفاده چسب هستند. موارد مصرف عمده برای چسباندن کاغذ، مقوا و منسوجات می باشد. کاربردهای آن شامل صفحات موجدار ، پاکت های کاغذی، پنجرگیری تیوپ، چسباندن کاغذ دیواری و چسب های تر شدنی مجدد با آب می باشد. چسب های تر شدنی توسط آب شامل پلی (وینیل الکل) (DVOH) که در تمبر های پُستی مورد استفاده قرار می گیرند و از لاتکس صمغهای طبیعی (مثلا صمغی و دکسترین) و پلی وینیل استات (DVN) همراه با مقدار زیادی DVOH پایدار کننده تولید می شون. DVOH تنها پلیمرمعروفی است که از منومر خودش ساخته نمی شود.
امولسیون های آبی: اجزا ترکیبی برای پلیمریزه شدن امواسیونی عبارتند از: آب، منومرها، پایدار کننده ها و آغازگر. محصول پلیمر شدن امولسیونی، شیرابه ای از ذرات پلیمر با پایدار کننده های جذب شده می باشد. معروف ترین مثال، چسب چوب DIY است که شیرابه آن، شامل پلیمر پلی وینیل استات (DVA) است و به میزان زیادی در کارهای کارگاهی و در چسباندن اتصالات تاق و زبانه برای درها، پنجره ها و مبلمان در کارخانه ها استفاده می شود و مثال دیگر در رنگ های امولسیونی بر پایه DVA هستند که برای پوشش سطح یا به عنوان چسب استفاده می شود.
چسب هایی که به وسیله سرد کردن سخت می شوند:
چسب های ذوبی: ماده اولیه چسب های ذوبی که از ابزار تفنگ شکلی خارج می شود، معمولا اتیلن وینیل استات (EVA) می باشد. کاربرد این چسب ها شامل استفاده در جعبه های مقوایی ، صفحه کتاب ، اتصالات حرارتی و نئوپان می باشد. از دیگر چسب های ذوبی می توان چسب های ذوبی پلی آمیدی ، پلی اورتان ، استرهای آلیفاتیک ، پلی استر اشاره کرد.
چسب های حساس به فشار: دائما چسبناک باقی می مانند و به خاطر استفاده در نوار چسب ها و برچسب ها معروف هستند. این چسب ها بطور عمده بر پایه لاستیک طبیعی ، همی پلیمر دسته ای و تصادفی ، استیرن - بوتادین و آکریلیک هستند. PVC نرم شده و پلی اتیلن ، مواد نوار معمولی هستند. یک طرف نوار با یک آستری یا لایه زیری پوشیده شده است. به همین دلیل ، چسب دائما چسبناک می ماند و طرف دیگر ، دارای پوشش آزاد کننده ای است که وقتی که نوار باز می شود، با چسب جدا می گردد. مواد آزاد کننده که اغلب استفاده می شود، همی پلیمری از وینیل الکل و وینیل اکتادسیل کاربامات است که در اثر واکنش با DVOH با اکتادسیل ایزوسیانات ساخته می شود.
3-3 معایب و مزایای چسب ها
معایب:
1. عموما چسب ها بوسیله آب یا بخار آب سست می شوند.
2. محدوده رهایی کار آنها کمتر از چسباننده های فلزی (مهره ها ،پیچ ها و بست های آهنی و غیره) است.
3. چسب ها توسط دمای تبدیل شیشه ای (Tg) و تخریب شیمیایی محدود شده اند.
مزایا:
1. اتصال مواد غیر مشابه و لایه های نازک از مواد
2. گسترش بار بر روی یک ناحیه وسیع
3. زیبایی و حالت آئرودینامیک آنها بر روی سطوح خارجی اتصال
4. کاربرد آنها با استفاده از ماشین روبات می باشد
در ادامه این پروژه به مبحث طبقه بندی چسب ها خواهیم پرداخت.
تکلیف: با توجه به انواع چسب هایی که در اختیار دارید و یافته های این درس، انواع چسب ها را با هم مقایسه کنید و تفاوت آنها را بررسی نمایید.
این فعالیت را با ثبت یک گزارش کوچک برای ما ارسال نمایید.
محل بازدید/ اردو/ خرید: ____
منابع مطالعه: برای آنکه به اطلاعات بیشتری درباره انواع 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
