پارسا فلاح
باور کنید یا نه، چسب از 70000 سال قبل از میلاد مسیح روی زمین و در دسترس انسان‌ها وجود داشته است. انسان‌های اولیه برای محافظت از نقاشی‌هایی که روی دیوار غارها می‌کشیدند، از موادی شبیه چسب مانند شیره درخت و خاک سرخ استفاده می‌کردند. از آن زمان، انواع چسب برای بسیاری از مشاغل مختلف اختراع شد؛ از جمله چسب‌هایی که می‌توانند برای تعمیر، محافظت، ساخت یا آب‌بندی اشیا استفاده شوند.
اما برای بسیاری از ما، چسب ابزاری مفید برای انجام کارهای عجیب و غریب در خانه است! همچنین با پیشرفت علم شیمی و پلیمر، هر روزه چسب‌های جدیدی به بازار عرضه می‌شوند. بنابراین دانستن اینکه برای هر کاربردی از چه چسبی استفاده کنید، دشوار است. بنابراین اکنون در این مقاله ابتدا با انواع چسب طبیعی و مصنوعی آشنا می‌شویم و سپس مزایا، معایب و کاربرد هر کدام از این چسب‌ها را بررسی خواهیم کرد.
انواع چسب به‌طور کلی به دو دسته مصنوعی و طبیعی تقسیم می‌شوند. تقریباً تمامی چسب‌های مصنوعی و برخی از چسب‌های طبیعی از پلیمرها تشکیل شده‌اند که مولکول‌های عظیم یا ماکرومولکول‌هایی هستند که از پیوند هزاران مولکول ساده‌تر به نام مونومر ایجاد می‌شوند. پلیمرها به چسب استحکام، انعطاف‌پذیری و توانایی پخش و تعامل روی سطوح را می‌دهند، یعنی تمامی ویژگی‌هایی که برای تشکیل سطوح مناسب چسبندگی ضروری هستند.
چسب‌های طبیعی عمدتاً منشأ حیوانی یا گیاهی دارند و اگرچه تقاضا برای این نوع چسب از اواسط قرن بیستم کاهش یافته است، اما برخی از آن‌ها همچنان در محصولات چوبی و کاغذی مانند تخته موج‌دار، پاکت‌ها، برچسب‌های بطری، صحافی کتاب، کارتن‌ها، مبلمان و فیلم‌ها و فویل‌های لمینت‌شده استفاده می‌شوند. علاوه‌بر این، به‌دلیل مقررات محیط‌زیستی مختلف، در قرن 21 چسب‌های طبیعی مشتق شده از منابع تجدیدپذیر دوباره مورد توجه قرار گرفته‌اند. مهم‌ترین چسب‌های طبیعی در ادامه توضیح داده شده‌اند:
اصطلاح چسب حیوانی معمولاً به چسب‌هایی اطلاق می‌شود که از کلاژن پستانداران تهیه شده‌اند، که جزء اصلی پروتئین موجود در پوست، استخوان و عضله است. کلاژن که معمولاً نامحلول است، هنگامی که تحت‌تأثیر اسیدها، قلیاها یا آب داغ قرار می‌گیرد، به تدریج محلول می‌شود. اگر پروتئین اصلی خالص باشد و فرآیند تبدیل به ملایمت انجام شود، محصول با وزن مولکولی بالا ژلاتین نامیده می‌شود و می‌تواند برای مصارف غذایی یا محصولات عکاسی استفاده شود.
ماده‌ای با وزن مولکولی پایین‌تر که در نتیجه پردازش شدیدتر تولید می‌شود، معمولاً خلوص کمتری دارد و تیره‌تر است و چسب حیوانی نامیده می‌شود. چسب حیوانی به‌طور سنتی در اتصال چوب، صحافی کتاب، تولید کاغذ سنباده، نوارهای سنگین چسب‌دار و کاربردهای مشابه استفاده می‌شود. با وجود مزیت چسبندگی اولیه بالا (چسبندگی لحظه‌ای)، امروزه بسیاری از چسب‌های حیوانی اصلاح شده با چسب‌های مصنوعی جایگزین شده‌اند.
این محصول با حل کردن کازئین (پروتئینی که از شیر به دست می‌آید) در حلال قلیایی آبی تهیه می‌شود. میزان و نوع قلیا، رفتار محصول را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. در اتصال چوب، چسب‌های کازئین معمولاً از نظر مقاومت در برابر رطوبت برتری دارند. کازئین همچنین برای بهبود ویژگی‌های چسبندگی رنگ‌ها و پوشش‌ها استفاده می‌شود.
این نوع چسب از آب و آلبومین سرم (یکی از اجزای خون که می‌تواند از خون تازه حیوانی یا پودر خون محلول خشک شده به دست آید) تهیه می‌شود. اضافه کردن قلیا به مخلوط‌های آلبومین و آب، خواص چسبندگی را بهبود می‌بخشد. مقدار قابل توجهی از این انواع چسب در صنعت تخته چندلا استفاده می‌شوند.
نشاسته و دکسترین از ذرت، گندم، سیب‌زمینی یا برنج استخراج می‌شوند. این مواد اصلی‌ترین انواع چسب‌های گیاهی هستند که در آب محلول یا قابل پخش بوده و از منابع گیاهی در سراسر جهان به دست می‌آیند. چسب‌های نشاسته و دکسترین در تخته موج‌دار و بسته‌بندی و به‌عنوان چسب کاغذ دیواری استفاده می‌شوند.
موادی که به‌عنوان صمغ‌های طبیعی شناخته می‌شوند و از منابع طبیعی استخراج می‌شوند نیز به‌عنوان چسب استفاده می‌شوند؛ مثلا آگار، یک کلوئید گیاهی دریایی (سوسپانسیون ذرات بسیار ریز)، با آب داغ استخراج شده و سپس برای تصفیه منجمد می‌شود. آلژین با هضم جلبک‌های دریایی در قلیا و رسوب دادن نمک کلسیم یا اسید آلژینیک به دست می‌آید. صمغ عربی از درختان آکاسیا که به‌طور مصنوعی زخمی می‌شوند تا صمغ ترشح کنند، برداشت می‌شود. یک ماده ترشحی دیگر لاتکس لاستیک طبیعی است که از درختان Hevea برداشت می‌شود. صمغ‌ها عمدتاً در محصولات آبی و مرطوب‌شونده استفاده می‌شوند.
بیشتر بخوانید: سولفات مس در آب
اگرچه تولید چسب‌های طبیعی هزینه کمتری دارد، اما اغلب چسب‌های مهم صنعتی از نوع مصنوعی هستند. چسب‌هایی که بر پایه رزین‌ها و لاستیک‌های مصنوعی ساخته می‌شوند، از نظر تنوع و عملکرد برتری دارند. چسب‌های مصنوعی قابلیت تولید مداوم با ویژگی‌های یکنواخت و قابل پیش‌بینی را دارند. علاوه‌بر این، آن‌ها را می‌توان به روش‌های مختلفی اصلاح کرد و اغلب برای دستیابی به بهترین ویژگی‌ها برای یک کاربرد خاص ترکیب می‌شوند.
پلیمرهای مورد استفاده در چسب‌های مصنوعی به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: ترموپلاستیک‌ها و ترموست‌ها. ترموپلاستیک‌ها در دماهای معمولی چسبندگی قوی و بادوامی را فراهم می‌کنند و با گرم شدن نرم می‌شوند، بدون اینکه دچار تخریب شوند. رزین‌های ترموپلاستیکی که در چسب‌ها به‌کار می‌روند، شامل نیتروسلولز، پلی‌وینیل استات، کوپلیمر وینیل استات-اتیلن، پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌آمیدها، پلی‌استرها، آکریلیک‌ها و سیانوآکریلات‌ها هستند.
در مقابل، ترموست‌ها پیوندهای دائمی، مقاوم به حرارت و نامحلولی تشکیل می‌دهند که بدون تخریب قابل تغییر نیستند. چسب‌های مبتنی بر پلیمرهای ترموست، به‌طور گسترده‌ای در صنایع هوافضا استفاده می‌شوند. ترموست‌ها شامل فنول فرمالدئید، اوره فرمالدئید، پلی‌استرهای غیراشباع، اپوکسی‌ها و پلی‌یورتان‌ها هستند. چسب‌های مبتنی بر الاستومرها می‌توانند به‌عنوان نوع ترموپلاستیک یا ترموست عمل کنند، بسته به اینکه برای عملکرد چسب نیاز به ایجاد پیوند عرضی باشد یا نه.
ویژگی‌های چسب‌های الاستومری شامل سرعت بالای مونتاژ، انعطاف‌پذیری، تنوع نوع، اقتصادی بودن، مقاومت بالای لایه برداری، سهولت در اصلاح و تطبیق‌پذیری است. الاستومرهای اصلی که به‌عنوان چسب استفاده می‌شوند شامل لاستیک طبیعی، لاستیک بوتیل، لاستیک بوتادین، لاستیک استایرن-بوتادین، لاستیک نیتریل، سیلیکون و نئوپرن هستند.
به‌طور کلی انواع چسب مصنوعی، شامل لیست زیر می‌شوند:
چسب‌های تماسی یا سمنت‌ها معمولاً بر پایه محلول‌های حلالی نئوپرن ساخته می‌شوند. این چسب‌ها به این نام شناخته می‌شوند، زیرا معمولاً به هر دو سطحی که قرار است به هم چسبیده شوند، اعمال می‌شوند. پس از تبخیر حلال، دو سطح می‌توانند به یکدیگر متصل شوند و پیوندی قوی با مقاومت بالا در برابر نیروهای برشی تشکیل دهند. چسب‌های تماسی به‌طور گسترده در مونتاژ قطعات خودرو، مبلمان، کالاهای چرمی و کارهای تزئینی استفاده می‌شوند و برای چسباندن پلاستیک‌ها موثر هستند.
چسب‌های سازه‌ای نوعی چسب هستند که به‌طور کلی قابلیت تحمل بار، دوام طولانی مدت و مقاومت در برابر گرما، حلال‌ها و خستگی را نشان می‌دهند. 95 درصد از انواع چسب سازه‌ای که در تولید تجهیزات اولیه استفاده می‌شوند، به 6 خانواده تقسیم می‌گردند:
هر یک از این خانواده‌ها می‌توانند برای ارائه انواع چسب با محدوده وسیعی از ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی، سیستم‌های پخت و تکنیک‌های کاربردی اصلاح شوند.
چسب‌های ذوب گرم در بسیاری از کاربردهای غیرسازه‌ای استفاده می‌شوند. این چسب‌ها بر پایه رزین‌های ترموپلاستیکی ساخته می‌شوند و در دماهای بالا ذوب می‌شوند؛ بدون اینکه تخریب شوند. چسب‌های ذوب گرم به‌صورت مایعات داغ به سطح مورد نظر اعمال می‌شوند. پلیمرهای معمولی مورد استفاده شامل پلی‌آمیدها، پلی‌استرها، اتیلن-وینیل استات، پلی‌یورتان‌ها و انواع کوپلیمرها و الاستومرها نظیر لاستیک بوتیل، کوپلیمر اتیلن-پروپیلن و لاستیک استایرن-بوتادین هستند.
انواع چسب ذوب گرم کاربرد گسترده‌ای در صنایع خودروسازی و لوازم خانگی دارند. با این‌حال استفاده از آن‌ها به‌دلیل ضعف در مقاومت در برابر دماهای بالا محدود شده است، به‌طوری‌که حداکثر دمای کاربری برای اکثر چسب‌های ذوب گرم در محدوده 40 تا 65 درجه سانتی‌گراد است. به منظور بهبود عملکرد در دماهای بالاتر، چسب‌های ذوب گرم سازه‌ای که با اورتان‌های واکنشی، اورتان‌های قابل پخت با رطوبت یا پلی‌اتیلن اصلاح شده با سیلان ترکیب شده‌اند، توسعه یافته‌اند. این اصلاحات می‌توانند منجر به بهبود چسبندگی، افزایش قابلیت تحمل دما (در محدوده 70 تا 95 درجه سانتی‌گراد) و بهبود مقاومت در برابر تابش فرابنفش شوند.
انواع چسب حساس به فشار یا PSA، بخش بزرگی از بازار صنعتی و تجاری را به خود اختصاص می‌دهند و به‌صورت نوارها و فیلم‌های چسب‌دار در کاربردهای بسته‌بندی، نصب و اتصال، ماسک‌گذاری و کاربردهای الکتریکی و جراحی استفاده می‌شوند. چسب‌های حساس به فشار قادرند اجسام را زمانی که سطوح آن‌ها تحت فشار کوتاهی در دمای اتاق قرار می‌گیرد، به هم بچسبانند. (تفاوت این چسب‌ها با چسب‌های تماسی در این است که چسب‌های تماسی برای چسبیدن نیاز به فشار ندارند.)
مواد مورد استفاده در فرمولاسیون سیستم‌های PSA، شامل لاستیک‌های طبیعی و مصنوعی، الاستومرهای ترموپلاستیکی، پلی‌آکریلات‌ها، پلی‌وینیل الکیل اترها و سیلیکون‌ها هستند. این پلیمرها در هر دو نوع فرمولاسیون‌های مبتنی بر حلال و ذوب گرم به‌عنوان پوشش روی یک بستر از کاغذ، سلوفان، فیلم پلاستیکی، پارچه یا فویل فلزی استفاده می‌شوند. با حذف تدریجی فرمولاسیون‌های چسب‌های مبتنی بر حلال به‌دلیل مقررات محیط زیستی، چسب‌های حساس به فشار مبتنی بر آب در آینده استفاده بیشتری خواهند یافت.
چسب‌های پخت‌شونده با اشعه فرابنفش در اوایل دهه 1960 معرفی شدند، اما با پیشرفت‌های فناوری شیمیایی و تجهیزاتی در دهه 1980 به سرعت توسعه یافتند. این نوع چسب‌ها معمولاً از یک مونومر (که می‌تواند به‌عنوان حلال نیز عمل کند) و یک پیش‌پلیمر با وزن مولکولی کم همراه با یک فتواختاردهنده تشکیل شده‌اند. فتواختاردهنده‌ها ترکیباتی هستند که هنگام مواجهه با تابش فرابنفش به رادیکال‌های آزاد تجزیه می‌شوند.
این رادیکال‌ها پلیمریزاسیون مونومر و پیش‌پلیمر را القا می‌کنند و بدین‌ترتیب، زنجیره پلیمرها را کامل کرده و پیوند عرضی لازم برای تشکیل چسب را ایجاد می‌کنند. به‌دلیل دمای فرآیند پایین و پلیمریزاسیون بسیار سریع (از 2 تا 60 ثانیه)، چسب‌های پخت‌شونده با اشعه فرابنفش به سرعت در زمینه‌های الکترونیک، خودروسازی و پزشکی پیشرفت کرده‌اند. این چسب‌ها عمدتاً شامل فرمولاسیون‌های آکریلاتی از سیلیکون‌ها، اورتان‌ها و متاکریلات‌ها هستند. فرمولاسیون‌های ترکیبی پخت‌شونده با اشعه فرابنفش و گرما نیز وجود دارند.
استفاده از انواع چسب در مقایسه با تکنیک‌های اتصال جایگزین مانند دوخت، اتصال حرارتی (جوشکاری، لحیم کاری و …) و بست مکانیکی، مزایای زیر را دارد:
در مقابل، معایب استفاده از انواع چسب عبارتند از:
بیشتر بخوانید: رنگ های نساجی
برای انتخاب انواع چسب مناسب، باید 4 مرحله اصلی را در نظر بگیرید:
شرکت آپادانا پارسه زنجان، یکی از تامین‌کنندگان معتبر در زمینه تولید و عرضه مواد شیمیایی صنعتی در ایران است. این شرکت با ارائه محصولات با کیفیت بالا، از جمله سولفات مس صنعتی، توانسته است جایگاه ویژه‌ای در بازار کسب کند. مشتریان می‌توانند با خرید سولفات مس از این شرکت، از قیمت‌های رقابتی و خدمات پس از فروش حرفه‌ای بهره‌مند شوند. همچنین، قیمت سولفات مس ارائه شده توسط آپادانا پارسه زنجان با توجه به کیفیت و خلوص بالا، بسیار مناسب و اقتصادی است، که این امر باعث رضایت بالای مشتریان در صنایع مختلف شده است.
در این مقاله انواع چسب طبیعی و مصنوعی، کاربردها، مزایا، معایب و نکات مهم در انتخاب یک چسب را بررسی کردیم. اتصالات چسبی بخش مهمی از زندگی بشر را تشکیل می‌دهند و امروزه تقریبا در هر صنعتی از چسب‌ها برای کاربردهای مختلف استفاده می‌شود. خوشبختانه پیشرفت شگفت‌انگیز علم شیمی و پلیمر، چسب‌های شگفت‌انگیزی را به بشر معرفی کرده است که این چسب‌های جدید، می‌توانند تقریبا هر دو چیز را به هم بچسبانند.
علم پشت چسب‌ها هنوز به‌طور کامل درک نشده است. یک اتصال مؤثر شامل تعامل دو نیروی طبیعی است: چسبندگی (تمایل یک ماده به چسبیدن به سطح دیگر) و همبستگی (تمایل یک ماده به چسبیدن به خود). به عبارت دیگر، تنها چسبیدن چسب به سطح (نیروهای چسبندگی) کافی نیست. چسب باید دارای نیروهای همبستگی نیز باشد؛ در غیر این صورت، تحت فشار یا وزن، در وسط شکافته شده و از هم جدا می‌شود.
پاسخ به این سوال رایج به شیمی پیچیده‌تری از چسب‌ها مربوط می‌شود. در سطح شیمیایی، بیشتر چسب‌ها حاوی پلیمرها هستند. پلیمرها زنجیره‌های بزرگی از مولکول‌ها هستند که به راحتی به یکدیگر (نیروهای همبستگی) و به سطوح دیگر (نیروهای چسبندگی) متصل می‌شوند. در فرآیند تولید، به اکثر چسب‌ها آب اضافه می‌شود تا از سفت شدن فوری آن‌ها جلوگیری شود. هنگامی که چسب باز شده و در معرض هوا قرار می‌گیرد، آب شروع به تبخیر می‌کند و پلیمرها را آماده می‌سازد تا به سطوح مختلف بچسبند.
شرکت آپادانا پارسه زنجان شیمی با بیش از چند دهه فعالیت در حوزه تولید محصولات شیمیایی صنعتی، به تولید و صادرات انواع سولفات مس بدون اسید نیتریک پرداخته و توانسته پاسخگوی نیازهای مشتریان در صنایع مختلف باشد.
