چسب
چسب
چسب هر مادهٔ غیر فلزی است که بر روی سطوح یک یا دو جسم جدا از هم اعمال میشود و باعث ایجاد پیوند بین آن دو و جلوگیری از جداشدنشان میشود. خاصیت چسبانندگی یک بَسپار به نیروهای چسبندگی آن بستگی دارد. بعضی از بسپارها بهخاطر داشتن گروههایی با جاذبهٔ واندروالسی بیشتر چسبندگی خوبی دارند. بسپارهایی که چسبندگی خوبی نداشته باشند با افزودن یک اسید آلی یا موادی که گروههایی با جاذبهٔ واندِروالسی دارند، بهصورت قابل اتصال در میآیند. برای هر مادهای با توجه به جنس، ساختار و نوع استفاده باید چسب مناسبی انتخاب کرد. چسب برای اولین بار توسط ویلیام جونز پیتر اختراع شد.
نیروهای چسبندگی
دو نیرو در مکانیسم اتصال چسبها دخالت دارد که عبارتاند از نیروهای واندروالسی و پیوندهای شیمیایی. نیروهای واندروالسی اساس اکثر فرایندهای چسبندگی هستند. این نیروهای جاذبه بین چسب و جسم مورد نظر عمل میکنند. پیوندهای شیمیایی قویترین نوع چسبندگی را ایجاد میکنند. این نوع اتصال وقتی رخ میدهد که جسمی که چسب روی آن استفاده میشود دارای گروههای شیمیایی واکنش دهنده با چسب باشد.
برخی از گروههای شیمیایی در پدیدآوردن نیروهای واندروالسی خیلی مؤثر هستند و در صورت وجود در چسب یا جسم مورد نظر سبب ایجاد پیوند خوبی میشوند. از این گروهها میتوان گروههای نیتریل، هیدروکسیل، کربوکسیل و آمید را نام برد.
کشش سطحی
برای ایجاد چسبندگی بین چسب و جسم لازم است که مواد با یکدیگر تماس پیدا کنند. در این حالت کشش سطحی تماس چسب با جسم جامد را کنترل میکند. تمام مواد دارای نیروهای سطحی هستند که در مایعات کشش سطحی و در جامدات به انرژی سطحی معروفند. کشش سطحی عامل ایجاد قطره در یک مایع است.
اگر انرژی سطح در جامد بیشتر از کشش سطحی مایع باشد، قطره چسب پخش شده و در سطح جسم جامد پخش و باعث خیس شدن و بهتر شدن چسبندگی میشود؛ بنابراین با افزایش انرژی سطحی جامد یا با کاهش کشش سطحی مایع میتوان خیس شدن سطح جامد را بهبود بخشید.
کشش سطحی بحرانی، کشش سطحی لازم برای خیس کردن سطح جامد است. کششهای سطحی بحرانی فلزات تمیز و اکسیدهای فلزی بیشتر از کشش سطحی مواد آلی و آب است و بسپارهای آلی جامد کشش سطحی بحرانی کمتر از آب دارند. تشکیل اتصال با پلیاتیلن، کلروفلوئوروکربنها و سیلیکونها بهعلت کمتر بودن کشش سطحی بحرانی آنها از کشش سطحی بحرانی اکثر چسبها به دشواری صورت میگیرد.
آمادهسازی سطح برای چسبندگی (ایجاد اتصال)
برای بالا بردن استحکام یک اتصال، ایجاد یک سطح تمیز لازم است؛ زیرا تمیزی سطح باعث افزایش کشش بحرانی سطح و پخش شدن بیشتر چسب و در نتیجه افزایش چسبندگی میشود. برای آمادهسازی سطح فلزات باید سطح جسم عاری از گریس و روغن باشد. اکسیدهای سطح جسم را ترجیحاً بهوسیلهٔ روشهای شیمیایی مثل استفاده از محلول اسید کرومیک میتوان پاکسازی کرد.
همچنین در اثر ترکیب کروماتها با سطح جسم، ماده در برابر اکسایش محافظت میشود و رطوبت نمیتواند به داخل نفوذ کرده و باعث تخریب سطح تماس فلز و چسب شود (برای زدودن اکسیدها از سطح فلز میتوان از روش سایش مکانیکی هم استفاده کرد). آلودگی هوا و رطوبت میتواند باعث کاهش اتصالپذیری و همچنین کاهش استحکام اتصالات بین چسب و سطح مورد نظر شود.