چسب های قطره ای سیانواکریلات
چسب های سیانواکریلات که در کاربرد عمومی و روزمره به نام چسب فوری یا چسب قطره ای و در زبان انگلیسی با نام تجاری سوپر گلو (Super Glue) شناخته می شوند، از خانواده ی چسب های تک جزئی و برپایه ی مونومر های آلکیل سیانواکریلات می باشند. فرآیند واکنش خشک شدن در این دسته از چسب ها آنقدر سریع رخ می دهد که به آنها چسب فوری نیز گفته می شود.
هم چنین چسب های سیانواکریلات به دلیل چسبندگی سریع و آسان به سطوح با جنس های متفاوت با نام چسب همه کاره شناخته می شوند.
چسب های قطره ای دارای اسپری فعال کننده نیز با نام چسب یک دو سه شناخته می شوند. از علامت اختصاری CA نیز برای در جات صنعتی این ماده استفاده می شود. چسب های سیانواکریلات ، عمر مصرف کوتاهی دارند به طوری که تا یک ماه پس از باز شدن و تا یک سال پس از تولید قابل استفاده اند و به مقدار کمی سمی هستند.
ساختار شیمیایی چسب های قطره ای سیانواکریلات
چسب های سیانواکریلات برای اولین بار توسط ایستمن کداک (دانشمند …) در سال ۱۹۵۸ معرفی شدند اما تا دهه ی ۱۹۷۰ این چسب ها به صورت تجاری قابل ارائه به بازار نبودند. علت این امر مشکلات فراوانی بود که در تولید و بسته بندی این مواد واکنش زا وجود داشت تا بتوان آنها را با تاریخ مصرف قابل قبول و نگهداری به شکل مایع در بازار عرضه کرد.
به صورت کلی، چسب های سیانواکریلات چسب هایی شفاف بر پایه ی اتیل استر می باشند. واکنش خشک شدن چسب به صورت پلیمریزاسیون آنیونی است که به وسیله ی مقادیر ناچیز رطوبت موجود روی سطوح و مواد آلکالاین موجود در سطوح ایجاد می شوند.
چسب های سیانواکریلات طیف وسیعی از سطئح با جنس های متفاوت را به جز پلی افلین ها، تفلون و سطوح بسیار اسیدی به یکدیگر می چسبانند.
حلال چسب های قطره ای سیانواکریلات چیست؟
استون که به عنوان یکی از حلال ها و پاک کننده های اصلی شناخته می شوند، توانایی خوبی در حل چسب های سیانواکریلات فراوری شده دارد. در ضمن شرکت های بزرگ تولید کننده چسب، محصول خاصی به عنوان تمیز کننده چسب به صورت اسپری تولید می کنند که مخلوطی از چندین حلال می باشد.
جدول معایب و مزایای چسب های قطره ای سیانواکریلات
| معایب | مزایا |
| پس از فرایند پلیمریزاسیون و خشک شدن، رد چسب به صورت سفید رنگ قابل مشاهده خواهد بود | چسبندگی بالا به بسیاری از سطوح با جنس های متفاوت |
| برعکس چسب های اپوکسی، برای استفاده در روی gap های بزرگ خیلی مناسب نمی باشند | سرعت خشک شدن بالا و چسبندگی سریع ، در دمای اتاق |
| پس از خشک شدن، مقاومت حرارتی پایین و مقاومت در برابر حلال پایینی دارند. در مقایسه با چسب های ساختاری مقاومت حرارتی و شیمیایی پایین تری دارند.
مقاومت برشی و ضربه ای نسبتا پایینی دارند |
با استفاده از پرایمر ، میتوان از آن برای چسباندن پلی الفین ها استفاده نمود. |
مزایای چسب های سیانواکریلات
- سرعت چسبندگی بالا
در مقایسه با سایر چسب ها، چسب های سیانواکریلات بسیار سرعت چسبندگی بالایی دارند و طی چند ثانیه این فرایند رخ می دهد. سرعت چسبندگی وابسته به جنس سطح و محیط کاری است و در محیط های با نور و رطوبت بالاتر این چسب ها سریع تر خشک می شوند.
- استحکام چسبندگی
چسب های سیانواکریلات پیوندهایی با قدرت بسیار بالا روی سطوح ایجاد می کنند. قدرت این پیوند ممکن است در شرایط کاری مختلف و روی سطوح مختلف متفاوت باشد اما هم چنان از استحکام بسیار خوبی برخوردار است.
- قابلیت استفاده بر روی انواع سطوح
یکی از مهم ترین ویژگی های چسب های سیانواکریلات گستردگی کاربرد آنها بر روی سطوح مختلف است. به این معنا که از این چسب ها به آسانی می توانید برای چسباندن شیشه، سرامیک، چوب، انواع فلزات و برخی از پلاستیک ها و لاستیک ها استفاده نمایید.
صرفه ی اقتصادی
چسب های قطره ای چسب هایی با صرفه اند چرا که یک قطره از این چسب ها می تواند سطحی به اندازه ی ۲۵ میلی متر مربع را پوشش دهد. به همین دلیل است که توصیه می شود در هر مصرف مقادیر زیادی از این چسب استفاده نشود زیرا ضخامت بالای لایه چسب باعث کاهش استحکام نهایی آن خواهد شد. به بیان دیگر، استفاده از لایه ی نازک این مواد می تواند بسیار موثرتر از لایه ی ضخیم آن باشد.
ترکیب با سایر مواد
یکی از مزیت های چسب های سیانواکریلات آن است که برای استفاده نیاز به ترکیب با هیچ گونه ماده ای ندارند و از این بابت که نیاز به اندازه گیری و ترکیب دقیق نمی باشد کاربری بسیار آسانتری نسبت به چسب های دوجزئی دارند.
نکات مهم در به کارگیری چسب های قطره ای سیانواکریلات
به کارگیری موثر چسب های سیانواکریلات باید همراه با دانش و احتیاط کافی باشد . بر خلاف اپوکسی ها ، استفاده از لایه ی نازک از این مواد می تواند بسیار موثرتر از یک لایه ی ضخیم باشد. احتمال چسبندگی این مواد به پوست انسان و بافت آن نیز وجود دارد و با فیبرهای طبیعی مانند نخ ، پشم ، چرم و … واکنش حرارت زا ایجاد میکند.
هنگام استفاده از چسب های سیانواکریلات از تهویه مناسب محل کار اطمینان حاصل کنید چون بخارات چسب در محل چسبکاری وجود خواهند داشت. از آنجایی که چسب های قطره ای سیانواکریلات چسبندگی بالایی به انواع مواد – علی الخصوص پوست انسان- دارند توصیه می شود تا حتما زمان استفاده از آنها از دستکش استفاده نمایید.
استحکام این چسب ها در برابر برش و یا پارگی کم می باشد ، به همین دلیل به چسب موقتی برای مواردی تبدیل شده است که باید پس از مدتی جدا شوند. چسب های سیانواکریلات چسبندگی ضعیفی با سطوح نرم و لطیف دارد. بنابراین هنگامی که این چسب به پوست انسان می چسبد می توان آن را با استفاده از حلال مانند استون و یا مواد سایشی مانند سمباده یا شکر از پوست جدا کرد.
همانگونه که پیش از این اشاره شد ، زبر بودن سطوح همواره یکی از نکات مهم در چسبکاری است چرا که میزان سطح در دسترس را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد – و بنابراین انرژی سطح برای برقراری پیوند با چسب را نیز افزایش می دهد. هم چنین سطح ما پیش از شروع چسبکاری باید کاملا تمیز و چربی زدایی شده باشد ، زیرا آلودگی ها و بقایای سایر مواد روی سطح به شدت بر کیفیت چسبکاری نهایی و زمان خشک شدن چسب موثرند.
مدت زمان ماندگاری چسب های سیانواکریلات
در صورتی که این چسب ها در محیطی خشک و خنک همانند یخچال در دمای ۱۳ درجه سانتی گراد و ۵۵ درجه فارنهایت باز شوند، مدت ماندگاری این چسب ها از حدود یک سال به ۱۵ ماه می رسد. در صورتی که از چسب طی بازه ی ۶ ماهه استفاده شود نیازی به نگهداری آن در محیطی مانند یخچال نیست. رزین های یاد شده در برابر رطوبت حساس هستند و جابجایی آنها از یک محیط خنک به محیط گرم میتواند باعث ایجاد تراکم برای آنها شود و بهتر است که پس از خروج آنها از یخچال آنها را در دمای اتاق قرار دهید و بعد از رسیدن چسب به دمای محیط از آن استفاده کنید. سرد کردن مجدد چسب های باز شده سبب می شود تا رطوبت از هوا وارد آن شود و حالت تراکمی را ایجاد کند.
نگهداری چسب های سیانواکریلات
چسب های قطره ای سیانواکریلات باید در محیط خنک ، تاریک و خشک نگهداری شوند. دماهای بالا باعث کاهش ویسکوزیته چسب و رقیق شدن آن شده و اثربخشی و چسبندگی چسب تاثیر منفی خواهد گذاشت. از آنجا که نور و رطوبت باعث تسریع فرایند پلیمریزاسیون می شوند به عنوان عوامل تسریع کننده خشک شدن چسب شناخته می شوند.
در ادامه به بررسی ویژگی های چسب های سیانواکریلات و عبارات تخصصی آنها می پردازیم.
ویژگی های چسب های سیانواکریلات پیش از خشک شدن
| ویژگی | واحد | توضیحات |
| نوع استر (Ester type) | نوع استر به کار رفته در چسب | |
| ماهیت (nature) | kg | رنگ و میزان شفافیت چسب |
| ویژگی ها (Properties) | حالت فیزیکی ، موارد کاربرد | |
| غلظت در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد
(Viscosity at 25 C) |
mPa.s | غلظت چسب در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد |
| حداکثر ضخامت پر کنندگی
(Gap filling capacity) |
میلی متر | حداکثر فاصله ای که میتوان با چسب آن را پر نمود |
| چگالی در دمای ۲۰ درجه سانتی گراد | g/cm3 | چگالی چسب در دمای اتاق |
| نقطه اشتعال بر اساس استاندارد DIN 55213 | درجه سانتی گراد
(درجه فارنهایت) |
کمترین دمایی که در آن چسب (در مجاورت حرارت) مشتعل می شود . |
| زمان رسیدن به استحکام اولیه در دمای اتاق
(Handling Strength at room temperature) |
ثانیه | پس از گذشت این زمان چسب به استحکام اولیه خود می رسد و قطعه قابل جابجایی می باشد |
| زمان رسیدن به استحکام نهایی در دمای اتاق
(Final strength at room temperature) |
ساعت | پس از گذشت این زمان چسب کاملا خشک شده است و به میزان استحکام نهایی خود می رسد |
ویژگی های چسب های سیانواکریلات پس از خشک شدن
| ویژگی | واحد | توضیحات |
| استحکام برشی بر اساس استاندارد
DIN 53283
|
N/mm2 | مقاومت اتصال چسب در برابر نیروی برشی |
| مقاومت حرارتی (Temperature Resistance) | درجه سانتی گراد (درجه فارنهایت) |
محدوده ی دمایی قابل تحمل برای ترکیب. خارج از این بازه ی دمایی ، ترکیب کاملا از نظر شیمیایی تغییر کرده و خواص خود را از دست می دهد. |
| دمای تغییر حالت (Squatting temperature) | درجه سانتی گراد (درجه فارنهایت) |
……. |
| ضریب شکست nD20 | ضریب شکست نور پس از عبور از سطح چسب | |
| ضریب انبساط حرارتی خطی
بر اساس استاندارد ISO 11359 ASTM D 257 |
||
| استحکام عایقی (Specific Forward Resistance) | Ω cm | ——— |
| قدرت دی الکتریک (Dielectric Strength) | Kv/mm | حداکثر میدان الکتریکی قابل تحمل توسط ماده بدون انتقال جریان الکتریکی |
| انتقال حرارت (Thermal Conductivity)
بر اساس استاندارد ISO 8894-2 ASTM C 177 |
W/ | میزان انتقال حرارت توسط اتصال چسب |
| قابلیت حل شدن (Solubility) | قابلیت حل شدن چسب در حلال های متفاوت |
بررسی نمونه : چسب قطره ای سیانواکریلات VA 8406 – برند ویکن آلمان
| ویژگی | واحد | توضیحات |
| نوع استر (Ester type) | اتیل | |
| ماهیت (nature) | kg | بدون رنگ ، مایع شفاف |
| ویژگی ها (Properties) | مناسب برای چسباندن لاستیک و پلاستیک | |
| غلظت در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد
(Viscosity at 25 C) |
mPa.s | ۲۰-۵۰ |
| حداکثر ضخامت پر کنندگی
(Gap filling capacity) |
میلی متر | ۰٫۱ |
| چگالی در دمای ۲۰ درجه سانتی گراد | g/cm3 | ۱٫۰۵ |
| نقطه اشتعال بر اساس استاندارد DIN 55213 | درجه سانتی گراد
(درجه فارنهایت) |
+۸۷ °C
(+۱۸۹ °F) |
| زمان رسیدن به استحکام اولیه در دمای اتاق
(Handling Strength at room temperature) |
ثانیه | تست بر روی آلومینیوم : ۲-۱۰ ثانیه
تست بر روی لاستیک : <5 تست بر روی پی وی سی سخت : ۲-۱۰ ثانیه |
| زمان رسیدن به استحکام نهایی در دمای اتاق
(Final strength at room temperature) |
ساعت | ۲۴ |
| ویژگی | واحد | توضیحات |
| استحکام برشی بر اساس استاندارد
DIN 53283
|
N/mm2
(psi) |
تست بر روی فولاد سند بلاست شده : ۲۲ (۳۲۰۰)
تست بر روی آلومینیوم سند بلاست شده : ۱۶ (۲۳۰۰) تست بر روی پی وی سی سخت : ۱۴ (۲۰۵۰) تست بر روی ABS : 13 (1900) تست بر روی PC : 13 (1900) تست بر روی NBR : > 8 (1150) |
| مقاومت حرارتی (Temperature Resistance) | درجه سانتی گراد (درجه فارنهایت) |
-۵۰ تا +۸۰
(-۵۸ تا +۱۷۶) |
| دمای تغییر حالت (Squatting temperature) | درجه سانتی گراد (درجه فارنهایت) |
+۱۵۰ °C
(+۳۰۲ °F ) |
| ضریب شکست nD20 | ۱٫۴۹ (مشابه شیشه) | |
| ضریب انبساط حرارتی خطی
بر اساس استاندارد ISO 11359 ASTM D 257 |
۸۰ x | |
| استحکام عایقی (Specific Forward Resistance) | Ω cm | > |
| قدرت دی الکتریک (Dielectric Strength) | Kv/mm | ۲۵ |
| انتقال حرارت (Thermal Conductivity)
بر اساس استاندارد ISO 8894-2 ASTM C 177 |
W/ | ۰٫۱ |
| قابلیت حل شدن (Solubility) | دی متیل فرمامید ، دی متیل سولفواکسید، استنوتریل، آلکالیل
در صورت نگهداری طولانی مدت در اتیل استات، استون و متیل کلرید احتمال پف کردگی وجود دارد |