چقدر با تاریخچه چسب آشنایی دارید؟ (بخش اول)

تاریخچه چسب رو می دونید ؟

یکی از قدیمی ترین روش های اتصال اجسام به یکدیگر با استفاده از چسب بوده حالا این چسب چه چیزی باشه خوبه ؟

خون ، پروتئین ، صمغ درخت ، عسل ، قیر ، نشاسته

جالب اینجاست  که در آثار باستانی حدود سه هزار سال قبل از چسب استفاده میشده که به شکل های مختلف بوده . مثلاً چسب قدیمی که شبیه به قیر بوده و از آن به صورت ساروج در ساخت برج بابل استفاده شده است . گذشتگان از صمغ درختان هم استفاده می کردند و اعتقاد داشتند که چسبندگی بالایی داشته است . در تمام قرون گذشته و حتی قرن نوزدهم از پروتئین به عنوان چسب استفاده می کردند که هم منشاء حیوانی داشته و هم گیاهی .

 

چسب های حیوانی به طور عمده بر مبنای کلوژن مامالیام بوده یعنی قسمت اصلی پوست ، استخوان و رگ و پی .

چسب های گیاهی از نشاسته و دکسترین بوده یعنی دانه های گندم ، سیب زمینی و برنج .

 

همزمان با گذشت زمان و پیشرفت تمدن ( البته تا حدودی ) کاربردهای متنوع چسب از قرن نوزدهم متفاوت شد و ساختارش هم تغییر کرد . چسب های سنتتیک ساخته شد و جایگزین چسب های سنتی ، گیاهی و حیوانی شد که از همان ابتدا این چسب در صنعت پلیمر استفاده شد و طبق شواهدی که موجود بوده همه از این اختراع و اکتشاف تا حد ممکن راضی بوده اند . تا قرن بیستم تکنولوژی چسب ها پیشرفت بسیار کمی داشته است . در جنگ جهانی دوم قدم های بزرگی برای اتصال فلزات به یکدیگر و به سایر مواد به علت نیاز شدید به چسب برداشته شد . به همین منظور از مخلوط رزین فنلی با پلی کلروپرن و نیتریل چسب های مفیدی ساخته شد . در سال ۱۹۵۰ جهت چسباندن فلزات به یکدیگر تلاش های زیادی شد و نمونه هایی از چسب های اپوکسی که قدرت چسبندگی بسیار خوبی به مواد مختلف داشتند تهیه گردید.

در سه دهه اخیر پیشرفت هایی در زمینه چسب پیوسته و آهسته صورت گرفت و رشد خوبی داشت . طبق آمارهایی که گرفته شده در سال ۱۹۹۶ در حدود فناوری چسب کاری هفت میلیون پوند چسب در دنیا مصرف شده که نسبت به مصرف سال ۱۹۶۵ پانزده درصد افزایش داشته است ، خوب به طبع این نشانه خوبی است که چسب مدام رو به پیشرفت بوده است و میشه گفت که یک جورایی بین همه شناخته شده بوده است .

گفته میشود  بیشترین مصرف در صنعت ساختمان بوده به این صورت که چسب های ساختمانی از رشد تولید و مصرف بیشتری برخوردار بوده اند و حتی فرمول های جدیدی از این نوع چسب ها برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گرفت .

تولید کنندگان این چسب ها برای تولید انواع دیگر چسب ها با یکدیگر در رقابت هستند . امروزه در دنیا بیش از صدها سازنده و توسعه دهنده فرمول چسب وجود دارد و این تعداد روز به روز در حال افزایش است و همچنان در حال رقابت .

موضوعی که باید بهش توجه بشه این است که صنعت چسب در آمریکا به صورت یک حرفه تخصصی درآمده که در آن هزاران نفر مشغول به کار هستند و فعالیت روزانه خود را صرف کیفیت بهتر و بیشتر چسب می کنند .

به طور کلی می توان گفت که تعداد محدودی وسایل مدرن ساخت بشر وجود دارد که از چسب در آنها استفاده نشده است . در اتصالات اغلب وسایل چسب وجود دارد مثلاً از یک جعبه بسیار ساده غلات گرفته تا هواپیمای پیشرفته مثل بوئینگ ۷۴۷ از چسب استفاده شده است و قطعاً این دستاورد و پیشرفت همچنان ادامه خواهد داشت . این نشان می دهد که امکانات بشر می تواند به وسیله چسب ها اصلاح گردد . که شامل استفاده از سیمان های سخت شده توسط UV در دندانپزشکی و سیمان های پیوند آکریلیک در جراحی استخوان نیز می باشد.پیشرفت جدیدی که در کاربرد چسب حاصل شده و بسیار موفق بوده اتصال ریل های فولادی و ترامویی جدید شهر منچستر میباشد که استقبال کننده های صنعتی بسیاری داشته است . چسب ها نه تنها برای موادی که می بایست چسبانده و بهم پیوسته شوند مورد استفاده قرار می گیرد بلکه در ایجاد چسبندگی موادی مثل جوهر تحریر ، رنگ ها و سایر سطوح پوششی ، وسایل بتونه کاری و وجوه میانی در مواد ترکیبی مثل فولاد یا بافت پارچه ، تایرهای لاستیکی و شیشه یا الیاف در پلاستیک ها ضروری هستند و الزام به استفاده از آن میباشند .

چگونگی عملکرد – نیروهای چسبندگی چسب

دو نیرو در مکانیسم اتصال چسب ها دخالت دارد که عبارتند از :

 

نیروهای واندروالسی و پیوندهای شیمیایی .

نیروهای واندروالسی از مهمترین ساز و کار ( مکانیسم ) چسبندگی هستند . این نیروهای جاذبه  ، بین لایه چسب  و جسم مورد نظر عمل می کنند .

پیوندهای شیمیایی قوی ترین نوع چسبندگی را ایجاد می کنند . این  نوع اتصال وقتی رخ می دهد که جسمی که چسب روی آن استفاده می شود دارای گروه های شیمیایی واکنش دهنده با چسب باشد .

برخی از گروه های شیمیایی در به وجود آوردن نیروهای واندروالسی خیلی مؤثر هستند  و در صورت وجود در چسب یا جسم مورد نظر سبب ایجاد پیوند خوبی می شوند . از این گروه ها می توان گروه های نیتریل ، هیدروکسیل ، کربوکسیل و آمید را نام برد .

چگونگی عملکرد – کشش سطحی

برای ایجاد چسبندگی بهتر   و سریعتر   بین چسب و جسم لازم است که مواد با یکدیگر تماس پیدا کنند . در این حالت میزان کشش سطحی ، مقدار تماس مؤثر چسب با جسم جامد را کنترل می کند . تمام مواد  دارای  نیروهای سطحی هستند که در مایعات کشش سطحی و در جامدات به انرژی سطحی معروف هستند . کشش سطحی عامل ایجاد قطره در یک مایع است . اگر انرژی سطح در جامد بیشتر ا ز کشش سطحی مایع باشد قطره چسب پخش شده و باعث بهتر شدن چسبندگی می شود ، بنابراین با افزایش انرژی سطحی جامد یا با کاهش در سطح جسم جامد پخش شده و باعث خیس شدن کشش سطحی مایع شده و این فرمول باعث میشود که چسبندگی سطح جامد بهتر باشد .

کشش سطحی بحرانی ، کشش سطحی لازم برای خیس کردن سطح جامد است . کشش های سطحی بحرانی فلزات تمیز و اکسیدهای فلزی بیشتر از کشش سطحی مواد آلی و آب است . به همین دلیل تشکیل اتصال با پلی اتیلن ها و سیلیکون ها به علت کمتر بودن کشش سطحی بحرانی آنها از کشش سطحی بحرانی اکثر چسب ها به دشواری صورت می گیرد .

آماده سازی سطح برای چسبندگی

برای بالا بردن استحکام یک اتصال ، ایجاد یک سطح تمیز لازم است . زیرا تمیزی سطح باعث زدوده شدن لایه های  مرزی ضعیف  و  نیز افزایش کشش بحرانی سطح ، پخش شدن بیشتر چسب و در نتیجه افزایش چسبندگی سطح می شود . به عنوان مثال از لایه مرزی ضعیف می توان به گریس و روغن روی سطح و نیز لایه های اکسید فلز اشاره کرد .

برای آماده سازی سطح فلزات باید سطح جسم عاری از گریس و روغن باشد . در پاکسازی اکسیدهای سطح جسم ، به کارگیری روش های شیمیایی مانند استفاده از محلول اسید کرومیک اولویت داشته و حتی توصیه هم میشود .

 

ادامه دارد …….

 

 

 

این صفحه را با دیگران به اشتراک بگذارید:

    پاسخ دهید

    آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای اجباری مشخص شده اند*