ساخت گلدان سلولزی از چسب نشاسته ای - جلسه پنجم

اهداف جلسه:
 آشنایی با مواد تشکیل دهنده چسب
آشنایی با انتخاب چسب مناسب
آشنایی با مواد اتصال یابنده با چسب ها
آشنایی با سازگاری مواد اتصال یابنده و چسب ها
وسایل مورد نیاز:
کامپیوتر مجهز به اینترنت

مقدمه

در جلسات گذشته با موضوع چسب، تاریخچه استفاده از چسب ها، اجزای تشکیل دهنده چسب ها و تئوری چسبندگی و همچنین انواع چسب ها و معایب و مزایای چسب ها آشنا شدید. همچنین درباره طبقه بندی چسب ها نیز بحث و بررسی شد، در ادامه این پروژه قصد داریم با مواد تشکیل دهنده فرمول چسب آشنا شویم.

1-5 مواد تشکیل دهنده فرمول یک چسب

بسیاری از چسب ها که در گذشته مورد استفاده قرار می گرفتند از یک ماده در آب و یک حلال آلی تشکیل می شدند. اما امروزه با وجود اینکه این نوع چسب ها هنوز هم بکار می روند معمولاً چسب از مخلوطی از چند ماده ساخته می شود که هر کدام می تواند آلی یا معدنی باشد. اجزاء تشکیل دهنده یک چسب بر حسب فرآیند چسباندن و نوع جنس سطوح توام با طرح محل های متصل شونده، تعیین می گردند. در مخلوط اجزاء مختلف یک چسب، یک جزء پایه وجود دارد که تعیین کننده استحکام اتصال چسبی است. این جزء پایه یک پلیمر مصنوعی یا طبیعی می باشد.

در زیر اجزاء عمده سازنده یک چسب به غیر از جزء پایه معرفی می شوند:

حلال یا رقیق کننده
نقش این جزء تنظیم و کنترل گرانروی چسب است و تامین یکنواخت یک پوشش نازک چسبی را میسر می سازد بعضی اوقات یک زرین مایع به منظور کنترل گرانروی به چسب افزوده می شود.
- کاتالیزورها و پخت کننده ها ٓ این مواد موجب تثبیت چسب می گردند. پخت کننده معمولاً با جزء اصلی چسب واکنش داده و ممکن است منرمر ، پلیمر و یا مخلوطی از دو یا چند ماده باشد. نسبت مولی ماده پخت کننده به جزء پایه بر خواص فیزیکی چسب اثر محسوس دارد.
برای مثال : یک آمین ساده و یا یک پلی آمید به کمک یک کاتالیزور می تواند چسب های دارای پایه رزین اپوکسی را از طریق تشکیل پیوندهای عرضی پخت نماید.
اسیدها، بازها، نمک ها و پراکسیدها از جمله مواردی هستند که افزایش هر کدام به مقدار خیلی کم به چسب ها ی دارای پایه زرین های ترموستی موجب تسریع عمل پخت و در نتیجه کاهش زمان پخت می گردد.
تسریع کننده
با افزایش این مواد به چسب سرعت پخت را می توان کنترل نمود. نوع ماده شیمیایی و مقدار آن در این امر موثر است.
باز دارنده و کند کننده
وجود بازدارنده در چسب موجب توقف واکنش تثبیت (یا پخت) می شود و کند کننده هم سرعت این واکنش را کاهش می دهد.
تعدیل کننده
تعدیل کننده یا اصلاح کننده این مواد از نظر شیمیایی خنثی بوده و به چسب افزوده می شوند تا نحوه استفاده و یا خواص فرآیند چسبندگی را تغییر دهند. این مواد شامل پرکننده ها، نرم کننده ها تینرها خیس کننده ها و ضد کف کننده ها هستند و هر کدام به منظور خاص به چسب افزوده می شوند. اگاهی از اثر هریک از این مواد بر محصولات پلاستیکی گویای نقش آن در فرمول یک چسب است.

2-5 انتخاب چسب مناسب

چسبی که بتواند تمام مواد را به خوبی به یکدیگر اتصال دهد یافت نمی شود. بنابراین باید بین مهمترین خواص مطلوب اتصال چسبی تشکیل شده و سایر خواص آن توازن برقرار شود.
برای انتخاب یک چسب به منظور کاربرد با شرایط مشخص چندین عامل را بایستی در نظر گرفت برای نمونه یکی از این عوامل ، انتخاب یک چسب از بین چسبهائی است که همگی آنها قادر به چسباندن مواد مورد نظر می باشد. حال اگر گفته شود که یک چسب با استحکام بالا، مثال برای چسباندن رابر به فلز در درجه حرارت کم لازم است. این بیان کافی نخواهد بود زیرا مواردی از قبیل دامنه استحکام مورد نیاز، نوع تنش وارده بر اتصال چسبی نوع رابر، محدوده درجه حرارت نوع فلز، ابعاد و شکل قطعاتی که بایستی به همدیگر متصل شوند و شرایط فرایند چسباندن مشخصی نشده اند.

5 -3 مواد اتصال یابنده با چسب ها
خواص فیزیکی و مکانیکی موادی که قرار است به یکدیگر چسبانده شوند و چگونگی آماده سازی سطوح آنها از عوامل مهم در انتخاب چسب، قبل از چسباندن سطوح به یکدیگر می باشند اگر به چندین چسب با خواص مکانیکی مختلف می توانند به یک سطح بچسبند ولی دامنه انتخاب مواد اتصال یابنده به علت ضرورت بررسی مواد ذکر شده فوق زیاد نمی باشد.
اجسام اتصال یافته که از موادی با استحکام پائین تر از چسب تشکیل شده اند (مثل الیاف بافته شده بعضی از چوب ها) در هر شرایطی که قرار گیرند می توان از عدم قطع پیوند چسبی آنها هنگام شکست جسم اطمینان داشت زیرا خود سطوح اتصال یابنده قبل از اتصال چسبی می شکنند در چنین مواردی باید در نظر داشت که بکار بردن چسب با استحکام خیلی بالا هم موجب افزایش هزینه می گردد استحکام مواد اتصال یابنده و ضخامت آنها بخصوص هنگامی که مدول الاسیتیسیتی چسب مد نظر باشد حائز اهمیت است. مواد انعطاف پذیر مثل رابرها، فلزات نازک فیلم پلاستیکی و غیره را نباید با یک چسب ترد به یکریگر متصل کرد زیرا پیوند چسبی به سهولت ترک می خورد و باعث افت زیاد استحکام می گردد.

5- 4 سازگاری مواد اتصال یابنده و چسب ها
اگر که چسب و موادی که قرار است به یکدیگر بچسبند غیر قابل اختلاط باشند. انتخاب نادرست یک چسب می تواند به جسم تولید شده صدمه وارد نماید.
نمونه هایی از این قبیل عبارتند از:
1. خوردگی قسمت های فلزی توسط چسب های اسیدی.
2. مهاجرت نرم کننده از مواد پلاستیکی انعطاف پذیر به درون چسب و در نتیجه کاهش چسبندگی بین سطوح.
3. اثر منفی چسب های بر پایه حلال و مواد تبخیر شونده بر پلاستیک هائی که باید به یکدیگر چسبانده شوند.

تنش های پیوندی:

چسب ها شامل مواد نرم چسبنده تا سفت با استحکام بیش از میلیون نیوتون بر متر مربع می شوند چسب هائی که دارای استحکام پائین تر و یا بالاتر از مقدار مورد نیاز هستند نباید جهت انتخاب مورد بررسی قرار گیرند در کاربردهائی که چسب باید استحکام معینی را داشته باشد تنش هائی را که اتصال چسبی در معرض آن قرار می گیرد باید بررسی نمود. در این بررسی مقدار تنش ها و شرایطی که تنش اعمال میشود هردو مهم هستند.

عملکرد یک اتصال چسبی به عوامل زیادی بستگی دارد. مهم ترین این عوامل عبارتند از:
طراحی اتصالات، نحوه ای که سطوح به یکدیگر متصل می شوند، تکنیک مورد استفاده در چسباندن، ضخامت لایه چسب، استحکام و ضخامت قطعاتی که به یکدیگر اتصال می یابند.

فرایند تشکیل اتصال چسبی:

عواملی که در خط تولید (ساخت یک جسم) مطرح است. عبارتند از حالت فیزیکی چسب ها، روش تهیه و استفاده از آنها، نحوه ذخیره سازی، ماشین های لازم در خط تولید و متغیرهای فرایندی.

متغیر های فرایند شامل موارد زیر است:

زمان مجاز در فاصله بین پوشش و تشکیل پیوند، زمان و درجه حرارت خشک شدن، درجه حرارت پخت ، اعمال فشاری که اتصال می تواند تحمل کند، مدت زمان استعمال چسب، تغییر استحکام با درجه حرارت خواصی از قبیل بو، سمیت و اشتعال پذیری تعدادی از این عوامل که می تواند در انتخاب بهترین چسب برای یک کاربرد راهنما باشد توضیح داده می شود.

روش انتخابی برای استفاده از یک چسب ضمن ساخت یک جسم ( توسط اتصالات چسبی) از طریق اندازه و شکل هندسی و ابعاد قطعات تعداد اجزائی که بایستی پوشش چسبی داده شود همچنین خواص فیزیکی چسب تعیین می شود.
اغلب چسب ها به حالت فیزیکی مایع، خمیری یا جامد وجود دارند و روش استفاده و بکارگیری چسب به حالت فیزیکی آن بستگی دارد.

میزان چسبندگی یک چسب در فرایند تولید یک جسم مهم می باشد و در تشکیل پیوند و پوشش قطعاتی که بایستی به همدیگر اتصال یابند تاثیر مستقیم دارد. میزان چسبناکی زمان لازم بین پوشش چسب و تجمع اجزا در کنار هم ( برای ساخت جسم) را تعیین می کند. خصلت چسبناکی بر شرایطی که قرار است بکار رود حاکم است (شکل فیزیکی سرعت ریزش چسب بر سطوح ، زمان اختلاط و روش کاربرد).
برخلاف چسب های ترمو پلاستیکی نوع ترموستلی آنها عموماً از چسبناکی اندکی برخوردارند.

نمونه هائی از چسب های دارای میزان چسبناکی خوب چسب های لاتکس پس از خروج آب  یا مایع حاصل از آن و چسب های رابری بر پایه حلال می باشند.
در تولید بعضی از اجسام از طریق اتصال قطعات به یکدیگر ، درجه حرارت پخت بر انتخاب چسب اثر میگذارد. تعدادی از چسب های ترموستی ضمن پخت به حرارت و فشار جهت تشکیل پیوند نیاز دارند. حال اگر امکان اعمال حرارت و فشار نباشد باید چسب هائی را که اصطلاحاً به کلد ستینگ) موسومند بکار برد.

شرایط سرویس:

چسب انتخاب شده برای تهیه یک جسم باید در مدت زمانی که جسم مورد استفاده است اجزاء سازنده آن را به همدیگر متصل نگهداشته و در شرایط سرویس استحکام آن حفظ شود. بنابراین طراح باید از تمام جوانب اگاه باشد تا بتواند چسب مناسب را انتخاب نماید.
در ادامه این پروژه به مبحث آزمایش های کنترل کیفیت چسب ها خواهیم پرداخت.

تکلیف1:  با توجه به مطالب این درس، چند سطح مختلف برای اتصال انتخاب کنید حالا برای چسباندن انواع سطوح مختلف چه نوع چسبی را انتخاب می کنید؟
این فعالیت را با ثبت یک گزارش کامل برای ما ارسال نمایید.
 محل بازدید/ اردو/ خرید:  _____
منابع مطالعه:  برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه مواد تشکیل دهنده چسب، 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