Pangunahin teknolohiya

Malagkit na kimika

Talaan ng mga Nilalaman:

Malagkit na kimika
Malagkit na kimika

Video: Dynamo - Kimica | Official Video 2024, Mayo

Video: Dynamo - Kimica | Official Video 2024, Mayo
Anonim

Malagkit, ang anumang sangkap na may kakayahang paghawak ng mga materyales nang magkasama sa isang functional na pamamaraan sa pamamagitan ng ibabaw na attachment na lumalaban sa paghihiwalay. Ang "malagkit" bilang isang pangkalahatang term ay may kasamang semento, pamamaga, pandikit, at i-paste - mga term na madalas na ginagamit nang palitan para sa anumang organikong materyal na bumubuo ng isang malagkit na bono. Ang mga hindi organikong sangkap tulad ng semento ng portland ay maaari ding isaalang-alang na mga adhesives, sa kamalayan na hawak nila ang mga bagay tulad ng mga brick at beam nang magkasama sa pamamagitan ng pag-attach ng ibabaw, ngunit ang artikulong ito ay limitado sa isang talakayan ng mga organikong adhesives, parehong natural at synthetic.

Ang mga likas na adhesive ay kilala mula noong una. Ang mga larawang inukit ng Ehipto noong 3,300 taon ay naglalarawan ng gluing ng isang manipis na piraso ng barnisan sa kung ano ang lilitaw na isang plank ng sycamore. Ang Papyrus, isang maagang nonwoven na tela, ay naglalaman ng mga hibla ng mga halaman na may mga tambo na pinagsama kasama ang pasta ng harina. Ang bitumen, mga pitching ng puno, at leafwax ay ginamit bilang mga sealant (proteksiyon na coatings) at mga adhesives sa mga panahon ng una at medyebal. Ang gintong dahon ng mga naiilaw na mga manuskrito ay binigkis sa papel ng puti ng itlog, at ang mga kahoy na bagay ay nakakabit ng mga pandikit mula sa mga isda, sungay, at keso. Ang teknolohiya ng hayop at isda glues advanced sa ika-18 siglo, at sa ika-19 na siglo goma- at nitrocellulose-based cement ay ipinakilala. Gayunman, ang mapagpasyang pagsulong sa teknolohiya ng adhesives, gayunpaman, naghihintay sa ika-20 siglo, kung saan ang oras na natural na mga adhesive ay napabuti at maraming synthetics ang lumabas sa laboratoryo upang palitan ang mga natural adhesive sa merkado. Ang mabilis na paglaki ng mga industriya ng eroplano at aerospace sa ikalawang kalahati ng ika-20 siglo ay may malalim na epekto sa teknolohiya ng mga adhesives. Ang hinihingi para sa mga adhesives na may isang mataas na antas ng lakas ng istruktura at lumalaban sa parehong pagkapagod at malubhang kondisyon sa kapaligiran na humantong sa pag-unlad ng mga materyales na may pagganap na mataas, na kalaunan ay natagpuan ang kanilang paraan sa maraming pang-industriya at domestic application.

Ang artikulong ito ay nagsisimula sa isang maikling paliwanag ng mga prinsipyo ng pagdirikit at pagkatapos ay magpapatuloy sa pagsusuri sa mga pangunahing klase ng natural at synthetic adhesives.

Malagkit

Sa pagganap ng mga malagkit na kasukasuan, ang mga pisikal at kemikal na katangian ng malagkit ay ang pinakamahalagang kadahilanan. Mahalaga rin sa pagtukoy kung ang magkasanib na magkasanib na gumanap ay ang mga uri ng adherend (iyon ay, ang mga sangkap na sinamahan - halimbawa, metal haluang metal, plastik, pinagsama-samang materyal) at ang likas na katangian ng pagpapanggap o pangunahin. Ang tatlong mga kadahilanan na ito - adhesive, adherend, at ibabaw - ay may epekto sa buhay ng serbisyo ng istrukturang istraktura. Ang mekanikal na pag-uugali ng naka-bonding na istraktura naman ay naiimpluwensyahan ng mga detalye ng magkasanib na disenyo at sa pamamagitan ng paraan kung saan inilalapat ang inilapat na naglo-load mula sa isang sumunod sa isa pa.

Implicit sa pagbuo ng isang katanggap-tanggap na malagkit na bono ay ang kakayahan ng malagkit na basa at kumalat sa adherends na sumali. Ang pagkakaroon ng naturang contact na interface ng interface ay isang kinakailangang unang hakbang sa pagbuo ng malakas at matatag na mga kasukasuan ng malagkit. Kapag nakamit ang basa, ang mga puwersang malagkit ay nabuo sa buong interface sa pamamagitan ng isang bilang ng mga mekanismo. Ang tumpak na likas na katangian ng mga mekanismong ito ay naging object ng pag-aaral sa pisikal at kemikal mula nang hindi bababa sa 1960, na may resulta na mayroong isang teorya ng adhesion. Ang pangunahing mekanismo ng pagdirikit ay ipinaliwanag ng teorya ng adsorption, na nagsasaad na ang mga sangkap ay dumidikit lalo na dahil sa matalik na intermolecular contact. Sa malagkit na mga kasukasuan ang contact na ito ay nakamit ng mga intermolecular o valence na puwersa na pinalaki ng mga molekula sa mga layer ng ibabaw ng adhesive at adherend.

Bilang karagdagan sa adsorption, apat na iba pang mga mekanismo ng pagdirikit ang iminungkahi. Ang una, mechanical interlocking, ay nangyayari kapag ang malagkit ay dumadaloy sa mga pores sa ibabaw ng adherend o sa paligid ng mga projection sa ibabaw. Ang pangalawa, interdiffusion, ay nagreresulta kapag ang likidong malagkit ay natutunaw at nagkakalat sa mga materyales na adherend. Sa ikatlong mekanismo, ang adsorption at reaksyon ng ibabaw, ang bonding ay nangyayari kapag ang adhesive molecules adsorb papunta sa isang solidong ibabaw at chemically reaksyon dito. Dahil sa reaksyong kemikal, ang prosesong ito ay naiiba sa ilang degree mula sa simpleng adorno, na inilarawan sa itaas, bagaman ang ilang mga mananaliksik ay itinuturing na reaksyon ng kemikal na bahagi ng isang kabuuang proseso ng adsorption at hindi isang hiwalay na mekanismo ng pagdirikit. Sa wakas, ang teorya ng elektroniko, o electrostatic, ay nagpapahiwatig na ang mga puwersa ng electrostatic ay bubuo sa isang interface sa pagitan ng mga materyales na may magkakaibang mga istraktura sa banda. Sa pangkalahatan, higit sa isa sa mga mekanismo na ito ay gumaganap ng isang papel sa pagkamit ng ninanais na antas ng pagdirikit para sa iba't ibang uri ng malagkit at adherend.

Sa pagbuo ng isang malagkit na bono, isang transitional zone ang lumitaw sa interface sa pagitan ng adherend at adhesive. Sa zone na ito, na tinawag na interphase, ang kemikal at pisikal na mga katangian ng malagkit ay maaaring malaki na naiiba sa mga hindi bahagi na hindi bahagi. Sa pangkalahatan ay pinaniniwalaan na ang komposisyon ng interphase ay kumokontrol sa tibay at lakas ng isang malagkit na kasukasuan at pangunahing responsable para sa paglipat ng stress mula sa isang sumunod sa isa pa. Ang rehiyon ng interphase ay madalas na site ng pag-atake sa kapaligiran, na humahantong sa magkasanib na pagkabigo.

Ang lakas ng malagkit na mga bono ay karaniwang natutukoy ng mga mapanirang pagsubok, na sumusukat sa mga stress na naka-set sa punto o linya ng bali ng piraso ng pagsubok. Ang iba't ibang mga pamamaraan ng pagsubok ay ginagamit, kabilang ang alisan ng balat, makinis na lap shear, cleavage, at mga pagsusulit sa pagkapagod. Ang mga pagsubok na ito ay isinasagawa sa isang malawak na hanay ng mga temperatura at sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon sa kapaligiran. Ang isang kahaliling paraan ng pagkilala sa isang malagkit na kasukasuan ay sa pamamagitan ng pagtukoy ng enerhiya na ginugol sa pag-alis ng isang bahagi ng yunit ng interphase. Ang mga konklusyon na nagmula sa naturang mga pagkalkula ng enerhiya ay, sa prinsipyo, ganap na katumbas sa mga nagmula sa pagsusuri ng stress.

Malagkit na materyales

Halos lahat ng mga synthetic adhesives at ilang mga natural adhesive ay binubuo ng mga polimer, na kung saan ay mga higanteng molekula, o macromolecules, na nabuo sa pamamagitan ng pag-uugnay ng libu-libong mga mas simpleng molekula na kilala bilang mga monomer. Ang pagbuo ng polimer (isang kemikal na reaksyon na kilala bilang polymerization) ay maaaring mangyari sa panahon ng isang "lunas" na hakbang, kung saan ang polimerisasyon ay naganap nang sabay-sabay sa pagbuo ng malagkit (tulad ng kaso sa epoxy resins at cyanoacry template), o ang polimer ay maaaring nabuo bago ang materyal ay inilalapat bilang isang malagkit, tulad ng sa thermoplastic elastomer tulad ng styrene-isoprene-styrene block copolymers. Nagbibigay ang polimer ng lakas, kakayahang umangkop, at ang kakayahang kumalat at makipag-ugnay sa isang adherend ibabaw — mga katangian na kinakailangan para sa pagbuo ng mga katanggap-tanggap na antas ng pagdirikit.

Mga likas na adhesives

Ang mga natural adhesives ay pangunahin sa pinagmulan ng hayop o gulay. Bagaman ang demand para sa mga likas na produkto ay tumanggi mula noong kalagitnaan ng ika-20 siglo, ang ilan sa mga ito ay patuloy na ginagamit sa mga produktong gawa sa kahoy at papel, lalo na sa corrugated board, sobre, label ng bote, bindings ng libro, karton, kasangkapan, at laminated film at foils. Bilang karagdagan, dahil sa iba't ibang mga regulasyon sa kapaligiran, ang mga likas na adhesive na nagmula sa mga nababagong mapagkukunan ay tumatanggap ng nabagong pansin. Ang pinakamahalagang likas na produkto ay inilarawan sa ibaba.

Pangola ng hayop

Karaniwan ang terminong pandikit ng hayop sa mga glue na inihanda mula sa mammalian collagen, ang pangunahing protina na sangkap ng balat, buto, at kalamnan. Kapag ginagamot sa mga acid, alkalina, o mainit na tubig, ang normal na hindi matutunaw na collagen ay mabagal na matutunaw. Kung ang orihinal na protina ay dalisay at ang proseso ng pag-convert ay banayad, ang produktong high-molekular na timbang ay tinatawag na gelatin at maaaring magamit para sa mga produktong pagkain o Photographic. Ang mas mababang-molekular-timbang na materyal na ginawa ng mas masiglang pagproseso ay karaniwang hindi gaanong puro at mas madidilim ang kulay at tinatawag na pandikit ng hayop.

Ang tradisyonal na pandikit ng hayop ay tradisyonal na ginamit sa pagsali sa kahoy, paghihigpit ng libro, paggawa ng papel de liha, mabibigat na mga tap na tapes, at mga katulad na aplikasyon. Sa kabila ng bentahe nito ng mataas na paunang takip (pagiging stick), maraming kola ng hayop ang nabago o ganap na pinalitan ng mga synthetic adhesives.

Casein pandikit

Ang produktong ito ay ginawa sa pamamagitan ng pagtunaw ng kasein, isang protina na nakuha mula sa gatas, sa isang may tubig na alkalina na may solvent. Ang antas at uri ng alkali ay nakakaimpluwensya sa pag-uugali ng produkto. Sa bonding ng kahoy, ang kasein glues sa pangkalahatan ay higit na mataas sa totoong mga glue ng hayop sa resistensya ng kahalumigmigan at mga katangian ng pagtanda. Ginagamit din ang Casein upang mapagbuti ang adhering katangian ng mga pintura at coatings.

Dugo ng pandikit ng dugo

Ang pandikit ng ganitong uri ay gawa sa album ng serum, isang sangkap ng dugo na makukuha mula sa alinman sa sariwang dugo ng hayop o tuyo na natutunaw na pulbos ng dugo na kung saan ay idinagdag ang tubig. Ang pagdaragdag ng alkali sa mga mixtures ng albumen-water ay nagpapabuti ng mga katangian ng malagkit. Ang isang malaking dami ng mga produktong pangkola mula sa dugo ay ginagamit sa industriya ng playwud.

Starch at dextrin

Ang almirol at dextrin ay nakuha mula sa mais, trigo, patatas, o bigas. Ito ang mga pangunahing uri ng adhesive ng gulay, na natutunaw o nakakalat sa tubig at nakuha mula sa mga mapagkukunan ng halaman sa buong mundo. Ang mga pandikit ng almirol at dextrin ay ginagamit sa corrugated board at packaging at bilang malagkit na wallpaper.