طرز تهیه چسب از محصولات ارگانیک - جلسه دوم

اهداف جلسه:
آشنایی با کاربردهای متنوع چسب
آشنایی با اجزای تشکیل دهنده چسب ها
آشنایی با مواد افزودنی به چسب
آشنایی با  تئوری های چسبندگی
وسایل مورد نیاز:
کامپیوتر مجهز به اینترنت

مقدمه
از قرن نوزدهم بتدریج با پیدایش چسب های سنتتیک ساخته شده در صنعت پلیمر، چسب های سنتی و گیاهی و حیوانی از صحنه خارج شده است. صنعت چسب به صورت گسترده ای در حال رشد می باشد و تعداد محدودی وسایل مدرن ساخت بشر وجود دارد که از چسب در آنها استفاده نشده است. در اتصالات اغلب وسایل از یک جعبه بسیار ساده غلات گرفته تا هواپیمای پیشرفته بوئینگ 747 از چسب استفاده شده است.

2-1 کاربردهای متنوع چسب

امکانات بشر می تواند به وسیله چسب ها اصلاح گردد. این مطلب ، شامل استفاده از سیمان های سخت شده توسط UV در دندانپزشکی و سیمان های پیوند آکلریلیک در جراحی استخوان می باشد. پیشرفت جدیدی که اخیرا در کاربرد چسب حاصل گشت، اتصال ریل های فولادی و تراموای جدید شهر منچستر بود. چسب ها نه تنها برای موادی که بایستی چسبانده و بهم پیوسته شوند، بلکه در ایجاد چسبندگی برای موادی از قبیل جوهر تحریر، رنگ ها و سایر سطوح پوششی، وسایل بتونه کاری و وجوه میانی در مواد ترکیبی از قبیل فولاد یا بافت پارچه، در تایرهای لاستیکی و شیشه یا الیاف در پلاستیک ها ضروری هستند.

2-2 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 -3 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 -4 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.

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، مطالب سایت معرفی شده را مطالعه نمایید.

طرز تهیه چسب از محصولات ارگانیک - جلسه اول
طرز تهیه چسب از محصولات ارگانیک - جلسه دوم
طرز تهیه چسب از محصولات ارگانیک - جلسه سوم
طرز تهیه چسب از محصولات ارگانیک - جلسه چهارم
طرز تهیه چسب از محصولات ارگانیک - جلسه پنجم
طرز تهیه چسب از محصولات ارگانیک - جلسه ششم
طرز تهیه چسب از محصولات ارگانیک - جلسه هفتم
طرز تهیه چسب از محصولات ارگانیک - جلسه هشتم

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان
تهیه: الهام گارسچی - تنظیم: نیلوفر یاقوتی