چسب ماده‌ای است که سالیان طولانی، بشر از آن برای بهم چسباندن دو سطح در کنار یکدیگر استفاده می‌کرده است. به طوریکه در حال حاضر یک ماده بسیار پرکاربرد در صنایع مختلف است. چسب‌های معدنی، گیاهی، دریایی و نیز سایر چسب‌های مختلف مانند چسب پلیمری که توسط انسان‌ها ساخته شده‌اند ، از انواع مختلف چسب به حساب می‌آیند. اخیراً استفاده از چسب‌های پلیمری برای اتصال اجزای مجموعه‌ها و سازه‌های متعدد به علت مزیت‌های منحصر به فرد آن و نیز با گسترش کاربرد چسب‌های جدید، این بخش به طور چشمگیری مورد استفاده قرار گرفته است. در ادامه این مقاله سعی شده که به صورت تخصصی به تعریف چسب، انواع چسب‌ها وکاربرد، مزایا و معایب آن‌ها پرداخته شود. بنابراین شما را به خواندن ادامه‌ی این مقاله دعوت می‌کنیم.
چسب چیست؟
چسب‌ها ترکیباتی طبیعی و یا مصنوعی هستند که چسبناک بوده و تحت شرایطی سفت می‌شوند. در بخش مصنوعی همگی حاوی مواد پلیمری هستند. در حقیقت پلیمر‌ها در حین سخت شدن چسب‌ها بوسیله واکنش شیمیایی پلیمریزاسیون افزایشی و یا پلیمریزاسیون تراکمی، تولید می‌شوند. علت وجود این پلیمر‌ها در واقع برای افزایش قدرت چسبندگی چسب‌ها است.
در تعریف عام، چسب ماده‌ای غیرفلزی که از پلیمرهای آلی تشکیل شده‌اند که برای اتصال دو سطح کنار یکدیگر استفاده می‌شود.یک اتصال چسبی از دو طریق جذب فیزیکی (نیروهای بین سطحی) و یا جذب شیمیایی (مانند نیروهای واندروالسی، القائی و پیوند هیدروژنی) صورت میگیرد. در این‌جا آماده کردن سطح مورد نظر برای چسبکاری اولین و اصلی‌ترین اقدام خواهد بود.
سازوکار چسب‌های پلیمری
نقش اصلی یک چسب متصل نمودن اجزای تشکیل دهنده دو سطح بهم است. زمانی فرآیند چسبکاری انجام می شود که چسب مورد نظر درحالت مایع بوده و بدین صورت است که ابتدا چسب باید سطح مورد نظر را کاملاً آغشته کرده و سپس برای استحکام سطح موردنظر، آن را به صورت ساکن، برروی سطح نگه می‌دارند تا قوام خود را بدست آورد.
آماده‌سازی نامناسب و یا نادرست سطوح، احتمال شکسته شدن اتصالات چسبی را افزایش می‌دهد که این آماده سازی سطوح نیازمند مهارت بالا بوده و توسط روش‌های زیر انجام میگیرد: روش‌های سائیدگی، استفاده از حلال‌های مناسب، تخلیه شعله، حک کردن تفلون، حک کردن فلزات، آندی کردن فلزات و استفاده از چند سازه.
اجزای تشکیل دهنده یک چسب بر اساس نوع فرآیند چسبکاری و همچنین نوع جنس سطوح متصل شونده بهم، تعیین می‌شوند. به طور کلی یکی از اجزاء چسب‌ها، جزء پایه است که نقش استحکام اتصال چسبی را برعهده دارد. این جزء پایه، یک پلیمر مصنوعی و یا طبیعی است.
اجزای عمده سازنده یک چسب به غیر از جزء پایه:
- حلال یا رقیق کننده
- کاتالیزورها یا پخت کننده‌ها
- تسریع کننده‌ها
- بازدارنده و کند کننده‌ها
- تعدیل کننده یا اصلاح کننده
انواع چسب پلیمری
چسب‌ها اصولاً بر اساس سه نوع دیدگاه تقسیم بندی می‌شوند؛
دیدگاه اول بر اساس منشأ و نوع ماده به کار برده‌شده است که به دو دسته چسب‌های پلیمری طبیعی و پلیمری سنتزی تقسیم می‌شوند.
بر اساس دیدگاه دوم، از نظر ساختار و ماهیتشان پس از پخت به سه دستهی چسب‌های ترموست، چسب‌های الاستومر و چسب‌های ترموپلاست تقسیم می‌شوند
و دیدگاه آخر که بر اساس نوع پخت چسب‌هاست که به دو دستهی چسب‌هایی که تحت فرآیند شیمیایی و چسب‌هایی که تحت فرآیند فیزیکی پخت می‌شوند، تقسیم‌بندی می‌شوند.
دسته بندی چسب های پلیمری بر اساس نوع پخت
1-پخت چسب‌ها بدون نیاز به آغازگر (فعال کننده)
- چسب‌های خشک
- چسب‌های گرماذوب (هات ملت)
- چسب‌های حساس به فشار (زنده)
- چسب‌های بین لایه ای
2-پخت چسب‌ها با کمک آغازگر
- پخت چسب تحت نور UV
- پخت چسب تحت حرارت
- پخت چسب تحت رطوبت
تقسیم بندی چسب‌ها از نظر مواد خام اولیه
مواد خام برای چسب‌ها عمدتاً مواد پلیمری هستند که به صورت زیر طبقه بندی می‌شوند.
1-چسب‌های ترموستی
- رزین‌های اپوکسی
- رزین‌های فنلی
- رزین‌های آمینی
- پلی یورتان‌ها
- رزین‌های سیلیکونی
2-چسب‌های ترموپلاستیکی
- پلی ونیل استات
- پلی ونیل استال
- پلی آکریلیت‌ها
- سیانو آکریلات‌ها
- مشتقات سلولز
- چسب‌های ترموپلاستیک مذاب (چسب‌های حرارتی)
3-چسب‌های رابری
- نیتریل رابر
- نیوپرن
- پلی سولفید‌ها
4-چسب‌های طبیعی
- گیاهی
- حیوانی
دسته بندی دیگری از چسب های پلیمری
1-چسب‌هایی که توسط واکنش شیمیایی سخت می‌شوند
مانند: چسب‌های اپوکسیدی، فنولیک، تراکمی فرمالدئید، آکریلیک، غیرهوازی، پلی سولفیدی، ساختمانی با پایه لاستیکی، سیلیکون‌ها.
2–چسب‌هایی که بدون واکنش شیمیایی سخت می‌شوند
این دسته خود شامل سه نوع زیر است:
- چسب‌هایی که در اثر حذف حلال سخت می‌شوند؛ مانند: چسب‌های تماسی و پمادی
- چسب‌هایی که با از دست دادن آب سخت می‌شوند؛ مانند: محلول‌های آبی و خمیرها و امولوسیون‌های آبی
- چسب‌هایی که بوسیله سرد شدن سخت می‌شوند؛ مانند: چسب‌های ذوبی، چسب‌های حساس به فشارقوی
چسب های امولسیونی
چسب‌هایی هستند که فرایند پخت چسب و سخت شدن ان بوسیله خشک شدن صورت میگیرد این چسب‌ها به دو دستهی پایه آبی و پایه حلال طبقه بندی می‌شوندکه بیشتر از آن‌ها تحت عنوان چسب‌های امولسیونی نام برده می‌شود.
چسب های پایه حلال به دو دسته تقسیم می شوند:
- چسب های اتصال مرطوب
- چسب های تماسی
- چسب های پایه آبی
چسب‌های پایه آبی به چسب‌هایی گفته می‌شود که از آب به عنوان جزء فعال استفاده شده که اتصال با تبخیر آب یا جذب آب توسط ماده زمینه صورت میگیرد. چسب‌های پایه آب هم مانند چسب‌های پایه حلال به دو دسته تماسی و اتصال مرطوب تقسیم می‌شود. این انتظار می‌رود که در دهه ی اخیر چسب‌های آبی جایگزین چسب‌های پایه حلال شوند.
چسب‌های گرما ذوب (هات ملت)
چسب‌های گرماذوب در خانواده رزین‌های ترموپلاستیک جای دارند که تحت حرارت ذوب می‌شوند و جریان می‌یابند و در اثر سرد شدن یک چسبندگی و اتصال قوی را با سطح موجود ایجاد می‌کنند.
انواع مختلفی از چسب‌های هات ملت موجود است که در زمینه‌های مختلف کاربرد دارند؛ ازجمله:
- چسب‌های هات ملت پایه پلی‌الفین (پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن) و در زمینه بسته‌بندی
- چسب های هات ملت پایه پلی وینیل استات در زمینه صحافی
- چسب های هات ملت حساس به فشار کاربرد در زمینه محصولات بهداشتی و پزشکی
چسب های حساس به فشار(PSA)
چسب حساس به فشار به چسبی گفته می‌شود که اتصال چسب با ماده زمینه با اعمال فشار کمی صورت میگیرد. چسب‌های حساس به فشار می‌توانند بر پایه حلال، آب یا هات ملت باشند. چسب‌های حساس به فشار طیف کاربردی گسترده ای دارند که می‌توان به صنعت خودرو سازی و داروسازی وحتی صنایع پایه اشاره کرد.
چسب های UV
این چسب‌ها در اثر فرآیند پخت با اشعه‌ی UV بدست می‌آیند. این روش پخت نسبت به روش حرارتی زمان کمتری نیاز دارد و سبب کاهش تولید محصولات جانبی می‌شود به طوریکه چسب های UV در بیشتر زمینه‌ها جایگزین چسب‌های حرارتی شده‌اند.از چسب‌های UV برای مصارف پزشکی مانند ساخت سرنگ، تویزر و پرکننده‌های دندانی استفاده می‌شود.این چسب‌ها در صنایع چوب و ساخت تزیینات و دیگر صنایع نیز کاربرد دارند.
کاربرد چسب پلیمری در صنایع مختلف
چسب‌ها امروزه در بیشتر صنایع مانند صنعت بسته بندی، انواع محصولات غذایی و دارویی و … همچنین در صنایع ساختمان سازی، پزشکی، خودرو سازی کاربرد فراوانی دارند. بر اساس آمارها و اطلاعات بدست آمده در سال‌های گذشته، بخش اعظم استفاده از چسب‌ها به صنایع بسته بندی تعلق دارد.
طبق همین آمار، در بین انواع چسب‌های مصرفی، چسب‌های اکریلیکی بیشترین میزان مصرف را در بازار به خود اختصاص داده اند.
کاربرد چسب در صنعت بسته بندی
- فیلم‌های چند لایه
- برچسب زدن بر روی محصول
- بسته بندی مواد غذایی
کاربرد چسب در صنعت خودرو سازی
برای اتصال قسمت‌های مختلف مانند سقف، شیشه و پنل‌های جانبی از چسب استفاده می‌شود.
صنایع حمل و نقل
برای تولید محصولات سبک و با کیفیت در صنعت حمل و نقل دریایی و هوایی، استفاده از چسب بسیار با اهمیت شده است.
ساختمان
- چسباندن کاشی و سرامیک
- اتصال کف‌پوش‌ها
- چسباندن سقف‌های پیش ساخته و بتنی
مزایای چسب‌های پلیمری
وزن کم، قابلیت آب بندی، کاهش تعداد قطعات محصول، کاسته شدن زمان مونتاژ، همچنین مقاومت مناسب در برابر خستگی و خوردگی و وجود فرصت جهت تنظیم به موقع مونتاژ قطعات، از جمله مزایای کاربرد چسب‌ها است که موجب شده طراحان بسیاری از این روش برای اتصال قطعات در زمینه مخصوص خود، کمک بگیرند.
از دیگر مزایای چسب‌های پلیمری می‌توان به اتصال مواد غیر مشابه و لایه‌های نازک از مواد به همدیگر، زیبایی و حالت آیرودینامیک بر روی سطوح خارجی اتصال اشاره کرد.
معایب
عموماً چسب‌های پلیمری بوسیله آب یا بخارآب سست می‌شوند. از دیگر نواقص این مواد، می‌توان به بازه دمایی محدود بین دمای تبدیل شیشه و تخریب شیمیایی اشاره کرد.
جمع بندی
همانطور که گفته شد چسب‌ها در بیشتر بخش‌های زندگی بشر کاربرد بسیار وسیعی دارند با توجه به متعدد بودن ویژگی‌های فوق‌العاده چسب‌ها، دقت در انتخاب افراد ماهر برای کار با چسب‌ها از نکات مهمی است که کمتر کسی از آن آگاه است. در واقع استفاده از چسب‌های پلیمری اغلب نیاز به مهارت‌هایی دارد که این مهارت‌ها امری کاملاً تخصصی هستند . نحوه آماده سازی سطوح، شکل گیری چسب و انجام فرآیند چسبکاری از جمله مهارت های لازم برای تیم طراحی است که می‌توان با رعایت این موارد از جانب تیم طراحی، از ایجاد نقوص و ایجاد هزینه‌های اضافی در تولید محصولات جلوگیری کرد.بنابراین بررسی انواع چسب‌ها،خواص و ویژگی‌هایشان به ما کمک می‌کند تا معایب آن‌ها را طی کاربردهای مختلف آن‌ها بیابیم و در پی رفع این معایب و بهبود خواص آن‌ها برآییم.
