تاریخچه استفاده از چسبها
پیشینه بهره گیری از چسب توسط انسان را می توان از عصر سنگ و دوران غارنشینی در تهیه تیروکمان ویا نقاشی حیوانات بر روی تخته سنگها با استفاده از رنگدانه ها دانست. بدون شک خون اولین ماده ای بود که از آن به عنوان چسب استفاده شده است که البته چسبی بسیار بدون کیفیت بوده است و به صورت وسیع مورد استفاده قرار نگرفت.به تدریج بشر به وجود مواد چسب دار طبیعی پی برد ،به طور واقع اولین مواد چسب داری که به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته بوده اند مواد نشاسته ای ،قندی، صمغ ها و شیره برخی گیاهان بوده است.
حدود سه هزار سال پیش چسبها حالتی قیرگونه داشته اند .اما تا قرن بیستم تکنولوژی چسب ها پیشرفت کمی داشته است . در جنگ جهانی دوم قدمهای بزرگی برای اتصال فلزات به یکدیگر و به سایر مواد به علت نیاز شدید به آنها برداشته شد. برای این منظور از مخلوط رزین فنلی با پلی کلروپرن ویا نیتریل رابر، چسبهای مفیدی ساخته شد.
حدود سه هزار سال پیش چسبها حالتی قیرگونه داشته اند .اما تا قرن بیستم تکنولوژی چسب ها پیشرفت کمی داشته است . در جنگ جهانی دوم قدمهای بزرگی برای اتصال فلزات به یکدیگر و به سایر مواد به علت نیاز شدید به آنها برداشته شد. برای این منظور از مخلوط رزین فنلی با پلی کلروپرن ویا نیتریل رابر، چسبهای مفیدی ساخته شد.
تعاریف و طبقه بندی چسب ها
چسب ماده ای است که می تواند بین دو سطح ،اتصال چسبی به وجود آورد.در یک اتصال چسبی،دو سطح جامد به هم اتصال یافته است که لایه نازکی از یک چسب را شامل میشود.
چسبندگی دو جسم به یکدیگر توسط یک چسب پدیده ای است که در آن سطح اتصال یابنده ممکن است از طریق جذب فیزیکی (مثل نیروهای بین سطحی )و یا جذب شیمیایی (مثل نیروهای واندروالسی، القایی و...)به یکدیگر اتصال یابند.
امروزه انواع بسیار زیادی از چسب ها مورد استفاده قرار می گیرند و روش دسته بندی جامعی که شامل همه آنها باشد وجود ندارد
-طبقه بندی بر اساس نام جزء اصلی در فرمول چسب
-دسته بندی چسب ها بر اساس نوع مصرف
-تقسیم بندی بر اساس نوع مواد اتصال یابنده
-طبقه بندی بر مبنای میزان مصرف چسب
طبقه بندی بر اساس نام جزء اصلی در فرمول چسب
این روش تنها برای چسب هایی که در فرمول آنها یک جزء اصلی وجود دارد ،مفید می باشند.
بر مبنای این روش انواع چسب ها را در قالب طبیعی و مصنوعی می توان نام برد:
الف- چسب های دارای جزء اصلی طبیعی :
ماده طبیعی موجود در چسب ممکن است از نوع سلولوزی و یا پروتین باشد .
از چسب های دارای پایه مواد طبیعی به غیر از سلولزی و پروتینی می توان از کائوچوی طبیعی ، سیلیکات سدیم و شلاک(shelac) نام برد .
ب-چسب های دارای جزء اصلی مصنوعی:
ماده مصنوعی جزء اصلی چسب ممکن است یکی از مواد ترموپلاستیکی (مانند پلی وینیل الکل ، نایلون ، پلی اکریلیک ) و یا یکی از رزین های ترموستی ( مانند رزین فنلی ، آمینی، اپوکسی) باشد.
2-دسته بندی چسب ها بر اساس نوع مصرف:
در این تقسیم بندی ، چسب ها بنا به موارد مصرف آنها به ساختمانی (ساختاری)و غیرساختمانی تقسیم می شوند.
معمولا چسب هایی را ساختمانی می گویند که در چسباندن اجزاء سازنده جسمی که باید تحت تنش بالا قرار گیرد به کار می روند. کار این چسب ها نگه داشتن سطوح به یکدیگر و ایجاد مقاومت در برابر تنش(کششی ، تراکمی ، برشی) وارده بر سطوح جسم می باشد.
چسب های غیرساختمانی موادی هستند که اتصلات چسبی ضعیفی را موجب می شوند و عمل تثبیت ( یا پخت) را انجام نمی دهند ، بطوری که سطوح چسبیده شده به راحتی از هم جدا می گردند. کاربرد این نوع چسب ها در برچسب زدن ، بسته بندی ، چسباندن کاغذ دیواری و کف پوش و ... می باشد.
3-تقسیم بندی بر اساس نوع مواد اتصال یابنده :
در این روش چسب ها به چسب چوب ، کاغذ ، فلز ، سرامیک ، پلاستیک و... تقسیم می شوند.
4-طبقه بندی بر مبنای میزان مصرف چسب:
در این جا چسب ها به انواع صنعتی و خانگی تقسیم می گردند.چسب های صنعتی در مقیاس وسیعی مصرف می شوند در حالی که چسب های خانگی در بسته های کوچک عرضه می شوند، ولی با وجود این مصارف گوناگونی دارند.
اجزای تشکیل دهنده چسب ها :
مواد پلیمری :
چسب ها همگی حاوی پلیمر هستند. 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 که می توان آنها را به صورت رشته هایی از واحد های شیمیایی همانند که به وسیله پیوند های کوالانسی به هم متصل شده اند ، در نظر گرفت
افزودنیهای دیگر:
*مواد پایدار کننده در برابر تخریب توسط اکسیژن و UV
*مواد نرم کننده که قابلیت انعطاف را افزایش می دهند و دمای تبدیل شیشه ای (Tg)را کاهش میدهد
*مواد پرکننده 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
اجزا سازنده یک چسب به غیر از جزء پایه
در مخلوط اجزاء مختلف یک چسب ،یک جزء پایه وجود دارد که تعیین کننده استحکام اتصال چسبی است .
اجزا عمده سازنده یک چسب به غیر از جزء پایه
·حلال یا رقیق کننده
·کاتالیزورها و پخت کننده ها
·تسریع کننده
·باز دارنده و کند کننده
·تعدیل کننده( یا اصلاح کننده)
مزایا و معایب استفاده از چسب ها :
مزایا :
·استفاده از چسب در بسیاری از فرآیندهای تولیدی به دلیل تنوع حالت فیزیکی در روش های کاربردی
·تجمع سریع اجزای سازنده یک جسم
·ساخت اشکال پیچیده در صورت امکان پذیر بودن روش های اتصال
·حفظ ظاهر محصول با حذف درزها ، شکاف ها و پرچ ها
·اتصال مواد مختلف با جنس وضخامت مختلف
·صرف هزینه کمتر در برابر به کار گیری یک روش جایگزین
·جذب و توزیع تنش های وارده بر جسم به دلیل انعطاف پذیری و قابلیت کشش بسیاری از چسب ها
·کاهش وزن در صورت استفاده از چسب به جای پرچ و و پیچ و جلوگیری از خوردگی گالوانیک بین مواد هم جنس .
·به وجود آمدن یک پل عایق الکتریکی و حرارتی و صدا در بسیاری از مواد.
معایب :
·دشواری در تنظیم برخی پارامترها مانند آماده سازی سطوح قبل از چسباندن ، نحوه تهیه و استعمال چسب ها،اختلال پذیری چسب ها با سطوح اتصال یابنده ، درجه حرارت ، فشار ، میزان رطوبت محیط و زمان تثبیت
·عملی نشدن استحکام بهینه فوری بر خلاف سایر روش ها (جوش و لحیم).
·کم بودن مقاومت حرارتی و نوری ( ماوراء بنفش) اغلب اتصالات چسبی بر خلاف سایر روش ها (جوش و پرچ).
·هدایت ضعیف الکتریکی و حرارتی چسب ها در صورت عدم استفاده از پرکننده مناسب .
·خطر آتش گیری و سمی بودن در بسیاری از چسب های حاوی حلال .
·سست شدن عموم چسب ها بوسیله آب یا بخار آن .
موارد استفاده از چسب :
مواد غیر همجنس :مانند پیوند فلزات ، رابرها ، پلاستیک ها ، چوب ، اسفنج ، شیشه و سرامیک به یکدیگر
مواد حساس به حرارت: مانند پلاستیک هایی که نسبت به حرارت حساس هستند ( تخریب می شوند) ، قطعات نازک و ظریف(مثل ورقه های نازک شیشه ) و مواد مغناطیسی .
موادی که از طریق لایه سازی به اشکال مختلف ساخته می شوند
اجسامی که نیاز به اتصال قوی در کاربردهای تحت تنش بالا دارند ، مثل استفاده از چسب یه جای پرچ در ترمز و کلاچ اتومبیل .
موادی که اتصال موقت نیاز دارند ، مثل برچسب ها و نوار های طبی .
اجسامی که نیاز به انسداد و اتصال واشرها و درز گیری دارند.
کاربرد چسب های ساختمانی :
در این قسمت به صورت موضوعی به علت کاربرد زیاد چسب های ساختمانی به آنها می پردازیم:
·در مصارف ساختمانی و بناها : مثل اتصال انواع آجر های کف پوش ، صفحات چوبی ، تعمیر سطوح بتنی و ساختمانهای قدیمی ، سنگ فرش دیوار و پوشش سقف .
·در برق و الکترونیک : مانند اتصال قطعات مختلف در ساخت ترانسفورماتورها، مولدها، عایق ها ، خازن ها، کلید قطع ووصل و سایر وسایل الکترونیکی .
·در اتومبیل سازی : مانند اتصال کفشک های ترمز ، لنت ترمز، درز گیری و اتصال واشر ها در درب و پنجره ها .
·در هوانوردی : ملنند اتصال ورقه های نازک فلزی ( آلومینیومی ) لانه زنبوری ، اجزای سازنده بدنه و قسمت های مختلف هواپیما .
منبع: دانلود
تاریخ : یکشنبه 89/12/29 | 9:0 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
