Είδη κολλητικών υλικών

Περιεχόμενα

Φυσικά κολλητικά υλικά

Φυσικές ρητίνες

topαρχή σελίδας

    1. Μαστίχα είναι ουσία ρητινώδης που τρέχει από τομές που γίνονται στον κορμό των κλαδιών της «πιστάκης σχίνου της μαστιχοφόρου ή χιακής». Η μαστίχα πέφτει σε σταγόνες που είναι εξωτερικά άσπρες και όταν σπάζουν είναι μέσα διαφανείς και κιτρινωπού χρώματος. Μαλακώνει στους 90ο και λιώνει στους 120οC

Μαστιχόδεντρα

       topαρχή σελίδας

    1. Κολοφώνιο είναι το στερεό υπόλοιπο που μένει από την απόσταξη της ρητίνης πευκοειδών, αφού φύγει όλο το νερό και το νέφτι. Είναι ρετσίνι κατώτερης ποιότητας, σπάζει εύκολα και έχει οξύτητα. Το χρώμα του είναι από ανοιχτό κίτρινο έως σκούρο καφέ, ανάλογα με την προέλευση και τον τρόπο που παρασκευάζεται.
    1. Δάμμαρη είναι ρετσίνι δέντρων και φυσικά υπάρχουν διάφορες ποιότητες. Η καλύτερη είναι το Batavia Dammar από την Ινδονησία.
    1. Γκόμα λάκα ή «Λάκκειον Κόμμι» (Shellack) ανήκει στην κατηγορία των μαλακών ρετσινιών και κατασκευάζεται με βράσιμο από δέντρα των Ινδιών όπου με τσιμπήματα κάνουν τα δέντρα να αποθέτουν την κίτρινη ουσία λάκας. Η κοινή ποιότητα είναι η κίτρινη γκόμα λάκα που πουλιέται σε λεπτά φύλλα. Υπάρχει και λευκή γκόμα λάκα που αποχρωματίζεται με χλωρασβέστιο (υποχλωριώδες ασβέστιο). Αυτή δεν είναι σε σχήμα λεπτών φύλλων, αλλά σαν πλεξούδες με μια μεταξένια γυαλιστερή υφή. Χρησιμοποιείται για ευγενές φινίρισμα επίπλων.

topαρχή σελίδας

    1. Κοπάλη ή κοπάλιον (Kopal) είναι συνοπτικό όνομα διαφόρων ρετσινιών που προέρχονται από ειδικά δέντρα της Αφρικής και της Αμερικής. Η προέλευση και το είδος του δέντρου παίζουν σπουδαίο ρόλο στην ποιότητα και υπάρχουν κοπάλια μαλακότερα από την δαμμάρη ενώ άλλα είναι σκληρά σαν πέτρα.
    1. Ήλεκτρο-Κεχριμπάρι είναι ρετσίνι κωνοφόρων δέντρων σε απολιθωμένη κατάσταση και βρίσκεται συνήθως στη θάλασσα ( στην Βόρεια  θάλασσα βρίσκονται τα πιο ανοιχτόχρωμα). Έχουν βρεθεί κοιτάσματα σε πάρα πολλές περιοχές της γης και σε πάρα πολλές αποχρώσεις. Οι συνηθέστεροι χρωματισμοί είναι από κιτρινωπό έως το ημιδιαφανές κόκκινο αλλά έχουν βρεθεί και δείγματα με λευκή, πρασινωπή, και καστανή απόχρωση. Χαρακτηριστική ιδιότητα του είναι ότι με την τριβή ηλεκτρίζεται αρνητικά και μπορεί να έλκει μικρά σωματίδια. Η πρώτη αυτή διαπίστωση αλλά και η μελέτη των ιδιοτήτων του, σύμφωνα με την ιστορία, έγιναν από τον Αρχαίο Έλληνα φιλόσοφο Θαλή τον Μηλίσιο. Η επίσημη ονομασία του είναι ΗΛΕΚΤΡΟ, η οποία είναι η αυθεντική αρχαία ελληνική λέξη. 
Φυσικό κεχριμπάρι
Ήλεκτρο-Κεχριμπάρι

topαρχή σελίδας

Φυσικό ελαστικό (καουτσούκ )

Το ελαστικό έγινε γνωστό από τις περιγραφές των εξερευνητών του νέου κόσμου ένας εκ’ των οποίων ήταν και ο Χριστόφορος Κολόμβος. Το 1735 ο Charles Marie de la Condamine υπέβαλε μία έκθεση στην Γαλλική Ακαδημία Επιστημών  η οποία συνοδευόταν και από δείγματα ελαστικού. Στην έκθεση αυτή αναφερόταν ότι το προϊόν ονομαζόταν  από τους ιθαγενείς του Αμαζονίου “ cahutchu  ονομασία η οποία στην γλώσσα των ιθαγενών σήμαινε « δάκρυ του δέντρου ». Από την ονομασία αυτή προήλθε και η γαλλική caoutchouc.

Η πρώτη εφαρμογή του ελαστικού, στην  Ευρώπη , ήταν ως γομολάστιχα γι’ αυτό και πήρε το όνομα “rubber” με το οποίο είναι σήμερα γνωστό.

Το ελαστικό είναι βιολογικό πολυμερές το οποίο περιέχεται στο χυμό ενός αριθμού τροπικών δέντρων. Σήμερα λαμβάνεται αποκλειστικά από το χυμό του δέντρου “Hevea  Brasiliensis”. Από πλευράς χημικής συνθέσεως το ελαστικό είναι καθαρό cis-πολυισοπρένιο.

Τα προϊόντα ελαστικού τα οποία χρησιμοποιούνται ως κολλητικά υλικά είναι :

είναι ο χυμός των δένδρων Hevea  Brasiliensis αλλά και τα συμπυκνωμένα γαλακτώματα τα οποία λαμβάνονται από τον χυμό. Το γαλάκτωμα αυτό το παίρνουμε χαράσσοντας τα δέντρα με ένα αιχμηρό αντικείμενο. Ο γαλακτώδης χυμός συλλέγεται και πρέπει να επεξεργαστεί γρήγορα για να μην καταστεί όξινος από την  δράση βακτηρίων και ενζύμων.
Ο χυμός έχει την παρακάτω σύσταση:
Ελαστικό: 30%-36%
Νερό: 60%-65%
Ρητίνες: 2%
Κεμπραχιτόλη: 0,5%
Τέφρα: 0,3%-0,7%

Hevea  Brasiliensis

topαρχή σελίδας

διακρίνεται σε:

Παράγεται με μία παρόμοια διαδικασία με την μόνη διαφορά ότι  ξήρανση γίνεται με την επίδραση καπναερίων θερμοκρασίας 40ο έως 50ο C.Το καπνισμένο ελαστικό έχει την ίδια περιεκτικότητα σε ελαστικό όπως και τα φύλλα ελαστικού.

topαρχή σελίδας

Κεριά

όταν είναι φρέσκο έχει ανοικτό κίτρινο χρώμα που όταν περάσουν τα χρόνια σκουραίνει. Λιώνει περίπου σε 62ο  C.

Πρωτεΐνες

Casein glue

topαρχή σελίδας

topαρχή σελίδας

topαρχή σελίδας

Fish glue

topαρχή σελίδας

 topαρχή σελίδας

Υδατάνθρακες

Rice and wheat pastes

topαρχή σελίδας

Η πιο γνωστή κόλλα κυτταρίνης είναι η μεθυλοκυτταρίνη η οποία παράγεται από την κυτταρίνη του ξύλου ή του βαμβακιού με την επίδραση μιας βάσης όπως είναι το υδροξείδιο του ασβεστίου και μεθυλοχλωριδίου. Το προϊόν είναι ένα άσπρο κοκκώδες στερεό διαλυτό στο κρύο νερό και αδιάλυτο στο ζεστό. Διογκώνεται και διασκορπίζεται με την επίδραση του κρύου νερού και σχηματίζει μια παχύρρευστη κολλοειδή διασπορά. Με την αύξηση της συγκέντρωσης αυξάνεται το ιξώδες ενώ με αύξηση της θερμοκρασίας ελαττώνεται. Χρησιμοποιείται στο κόλλημα της ταπετσαρίας που έχουμε στα σπίτια και έχει την μεγαλύτερη συγκέντρωση σε νερό από οποιαδήποτε άλλη πάστα. Συνήθως είναι σε μορφή σκόνης και αναμιγνύεται με κρύο νερό την ώρα που θέλουμε να την χρησιμοποιήσουμε.
Με διαλυτοποιήση της και επανακαταβύθιση της κυτταρίνης παίρνουμε την αναγεννημένη κυτταρίνη με την μορφή φύλλων. Είναι γνωστά ως  Cellophane” και χρησιμοποιούνται ως υλικά συσκευασίας καθώς είναι λεπτά, διαφανή, και εύκαμπτα. Η Αγγλία ήταν η πρώτη χώρα που τα παρήγαγε το 1898 και μέχρι το 1960 αποτελούσαν το κύριο φυλλόμορφο μέσο συσκευασίας. Χρησιμοποιείται στην συσκευασία των πακέτων των τσιγάρων και των τροφίμων.

topαρχή σελίδας

topαρχή σελίδας 

Συνθετικά κολλητικά υλικά

Βενζινόκολλες

είναι ιξώδη διαλύματα ελαστομερών ή μιγμάτων τους με άλλες ρητίνες, σε οργανικούς διαλύτες. Παρουσιάζουν μικρή σχετικά αντοχή αλλά μεγάλη ευκαμψία, γι’ αυτό χρησιμοποιούνται για την κόλληση χαρτιού, υφασμάτων, φορμάικας, ελαστικών κ.α.

Τα ελαστομερή που χρησιμοποιούνται είναι:

  1. Φυσικό καουτσούκ, με εξαιρετική κολλητική ικανότητα (αυτοκόλλητα, Scotch Tape, Sellotape, κ.α.)
  2. Νεοπρένιο(πολυχλωροπρένιο), για γρήγορες και ισχυρές κολλήσεις (αυτοκινητοβιομηχανία, υποδηματοποιία). Οι κόλλες από καουτσούκ και νεοπρένιο είναι γνωστές και ως «κόλλες επαφής».
  3. Πολυισοβουτυλένιο, για αυτοκόλλητες ετικέτες που μπορούν να ξεκολλούν χωρίς να καταστρέφονται.
  4. Σιλικόνες, για θερμοσταθερές κολλήσεις μέχρι 200oC
  5. Ακρυλικοί εστέρες, κυρίως ο αιθυλο-, ο βουτυλοεστέρας για αυτοκόλλητα, αλλά περισσότερο για την βιομηχανία επίπλων.
  6. Συμπολυμερές ελαστικού βουταδιενίου-στυρενίου (SBR), με πολύ μεγαλύτερη αντοχή στο χρόνο από το φυσικό καουτσούκ.

Contact cement

Όλες οι προηγούμενες κόλλες, παρά τα σημαντικά πλεονεκτήματα που παρουσιάζουν, έχουν ωστόσο ένα σοβαρό μειονέκτημα. Ρυπαίνουν τον ατμοσφαιρικό αέρα με την εξάτμιση των οργανικών διαλυτών που περιέχουν και δημιουργούν μεγάλο κίνδυνο πυρκαγιάς στους χώρους εργασίας. Γι’ αυτό τα τελευταία χρόνια καταβάλλεται προσπάθεια να αντικατασταθούν από άλλες κόλλες.

topαρχή σελίδας

Υδατοδιαλυτές συνθετικές κόλλες

Είναι υδατικά διαλύματα ή αιωρήματα συνθετικών μακρομοριακών ενώσεων

Οι ρητίνες (PF) και (UF) χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία ξύλου (κόντρα-πλακέ, νοβοπάν ). Οι κόλλες αυτές παρασκευάζονται κατά την χρήση τους με αντίδραση φαινόλης ή ουρίας και φορμαλδεΰδης , στην κατάλληλη αναλογία, οπότε δημιουργείται ένα αρχικό πολυμερές το οποίο ψεκάζεται πάνω στην ξύλινη επιφάνεια. Ακολουθεί πρεσάρισμα με θέρμανση οπότε παράγεται το τελικό πολυμερές .Κάτι ανάλογο συμβαίνει και με τις μοριοσανίδες  (νοβοπάν), όπου τα μονομερή αναμιγνύονται με τα τεμαχίδια ξύλου και ο πολυμερισμός αρχίζει μέσα στο χαρμάνι και τελειώνει με θερμό πρεσάρισμα του πολτού αυτού. Οι κόλλες (PVA) χρησιμοποιούνται εκτός από την ξυλουργική και στην κυτιοποιία, χαρτοβιομηχανία, υφαντουργία.

PVA glue
Polyvinyl acetate glue (PVA)

topαρχή σελίδας

Εποξειδικές κόλλες (Κόλλες δυο συστατικών)

Είναι κόλλες που παράγονται με χημική αντίδραση. Ποικίλες ρητίνες παράγονται συνθετικά από την αλληλεπίδραση δύο ή περισσότερων χημικών. Η ρητίνη που προκύπτει από την παραπάνω αντίδραση αποτελεί το συστατικό Α ,διατίθεται σε ξεχωριστό δοχείο ή σωληνάριο και αναμιγνύεται λίγο πριν την χρήση με το συστατικό Β, που καλείται και σκληρυντής και έτσι επιτυγχάνεται η κόλληση.

Οι κολλήσεις με εποξειδικές κόλλες αντέχουν σε χημική προσβολή και παρέχουν άριστη στεγανότητα στην υγρασία, ηλεκτρική μόνωση και προστασία από την ηλεκτρολυτική διάβρωση.

Οι εποξειδικές κόλλες μπορούν να κολλήσουν ένα μεγάλο πλήθος υλικών ιδίως μέταλλα. Χρησιμοποιήθηκαν για να αντικαταστήσουν παραδοσιακές μεθόδους ένωσης των μετάλλων όπως την κοχλίωση, το κάρφωμα , την συγκόλληση, τις μεταλλικές κολλήσεις.

Είναι κόλλες κατάλληλες για κολλήσεις όλων σχεδόν των υλικών όπως μέταλλα, κεραμικά, ξύλο, ελαστικό εκτός από ορισμένα πλαστικά όπως το πολυαιθυλένιο. Επίσης κολλούν μη πορώδη υλικά επειδή στερεοποιούνται χωρίς συρρίκνωση και χωρίς να παράγουν αέρια ή υγρά παραπροϊόντα. Χρησιμοποιούνται  για την κατασκευή των ελικών του ελικοπτέρου και στις ενώσεις αλουμινένιων κομματιών στα φτερά και στις ουρές των αεροσκαφών. Επίσης αυτοί που ασχολούνται με το σκι  ίσως γνωρίζουν ότι τα πέδιλα τους είναι λωρίδες ξύλου, πλαστικού και μετάλλου ενωμένα μεταξύ τους με εποξειδικές κόλλες. Αν ασχολείστε με το γκολφ η άκρη (κεφαλή) του μπαστουνιού είναι επίσης ενωμένη με τέτοια κόλλα.

Epoxy
Epoxy

topαρχή σελίδας

Θερμοπλαστικές κόλλες

Είναι στερεά ή ημιστερεά μίγματα θερμοπλαστικών πολυμερών  με ελαστομερή, πλαστικοποιητές και άλλα πρόσθετα που χρησιμοποιούνται για να αυξήσουν την πρόσφυση. Κατά την εφαρμογή τους με μία απλή θέρμανση και ψύξη επιτυγχάνεται μια ισχυρή κόλληση, χωρίς να χρειάζεται εξάτμιση κάποιου διαλύτη, ή κάποια χημική αντίδραση. Η αρχή τους στηρίζεται στο κερί το οποίο χρησιμοποιούσαν για να σφραγίζουν γράμματα αλλά ουσιαστικά η ανάπτυξη τους έγινε έντονη τη δεκαετία του 1960.

Οι κόλλες αυτές κυκλοφορούν στο εμπόριο με τη μορφή κόκκων ή σκόνης. Ως θερμοπλαστικές κόλλες χρησιμοποιούνται διάφοροι πολυεστέρες, πολυαμίδια, το πολυαιθυλένιο, το πολυπροπυλένιο και το πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC), το οποίο βρίσκει μεγάλη εφαρμογή στην αυτοκινητοβιομηχανία και ταπητουργία.

topαρχή σελίδας

Θερμοσταθερές

Είναι θερμοσταθερή πολυμερή τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως κόλλες και η ανάπτυξη της τους έγινε επιτακτική λόγω της εξερεύνησης του διαστήματος και της χρησιμοποίησης υπερηχητικών ταχυτήτων από τα αεροπλάνα όπου αναπτύσσονταν υψηλές θερμοκρασίες. Η μέγιστη θερμοκρασία που μπορούν να χρησιμοποιηθούν είναι 400- 450ο C.

topαρχή σελίδας

Αναεροβικές κόλλες

Οι κόλλες αυτές είναι μίγματα διακρυλικών η διμεθακρυλικών εστέρων με διόλες και περιέχουν μικρή ποσότητα υδροϋπεροξείδιων. Είναι σταθερές στον ατμοσφαιρικό αέρα και πολυμερίζονται μόλις απομακρυνθεί το ατμοσφαιρικό οξυγόνο.

Η χημεία την κολλητικών αυτών ουσιών είναι η εξής:

Η κόλλα είναι ένα μονομερές που πολυμερίζεται με μηχανισμό ελευθέρων ριζών. Όσο χρόνο παραμένει στο δοχείο με αέρα δεν  πολυμερίζεται γιατί το οξυγόνο που την περιβάλει εμποδίζει  τον πολυμερισμό καθώς μετατρέπει τις ελεύθερες ρίζες σε υπεροξείδια.

Όμως όταν οι δύο επιφάνειες επικαλυφθούν με κόλλα και έλθουν σε επαφή με ελαφριά πίεση τότε το οξυγόνο απομακρύνεται και ο πολυμερισμός αρχίζει.

Η πρώτη τους εφαρμογή ήταν  κόλληση των βιδών μετά το τελικό σφίξιμο στο καρμπυρατέρ των αυτοκινήτων. Σήμερα χρησιμοποιούνται στο σφράγισμα των συνδέσμων των σωληνώσεων, των τροχαλιών, και των γραναζιών στην στεγανοποίηση των φλαντζών και στη αντικατάσταση των κομμένων και γενικά σε κάθε μηχανικό μέρος που χρειάζεται να κολληθεί. Οι κύριοι χρήστες των κολλών αυτών είναι οι βιομηχανίες αυτοκινήτων, φορτηγών ,γεωργικών μηχανημάτων και οι κατασκευαστικές.

topαρχή σελίδας

Κυανοακρυλικές κόλλες

Είναι κόλλες που στεγνώνουν πολύ γρήγορα, γνωστές ως στιγμιαία κόλλα η Super κόλλα. Η ανακάλυψη της έγινε τυχαία από την ομάδα του Dr Harry Coover στη χημική εταιρία Eastman ενώ γινόταν έρευνα για να χαρακτηρίσουν συγκεκριμένα πολυμερή που προέρχονται από το αιθυλένιο. Στεγνώνει πολύ γρήγορα και προέρχεται από την οικογένεια των ακρυλικών αλλά έχει τελείως διαφορετική διαδικασία εφαρμογής.

Η πιο εμπορεύσιμη κόλλα της κατηγορίας αυτής είναι ο κυανοακρυλικός μεθυλεστέρας. Το μονομερές αυτό πολυμερίζεται πολύ εύκολα γι’ αυτό και διατηρείται υγρό μέσα στο δοχείο με την προσθήκη ενός σταθεροποιητή. Όταν μία σταγόνα από την κόλλα τοποθετηθεί στην επιφάνεια ενός υλικού, ο σταθεροποιητής αντιδρά με τα ίχνη υγρασίας που υπάρχουν στην επιφάνεια και εξουδετερώνεται. Έτσι τα μόρια του  μονομερούς είναι ελεύθερα τώρα να αντιδράσουν το ένα με το άλλο και να δώσουν ένα πολυμερές το οποίο συνιστά μια διάφανη και ισχυρή κόλλα (βλ. ανιονικός πολυμερισμός). Η ποσότητα του σταθεροποιητή είναι πολύ μικρή –μέρη ανά εκατομμύριο-και έτσι πολύ λίγα μόρια νερού απαιτούνται για να προκαλέσουν τον ταχύτατο πολυμερισμό. Τα κυανοακρυλικά αρχίζουν να σχηματίζουν αλυσίδες πολυμερών μόλις έλθουν σε επαφή με τα μόρια νερού που υπάρχουν πάνω στην επιφάνεια του αντικειμένου. Αν τα μέρη που θέλουμε να κολλήσουμε μετακινηθούν στη διάρκεια της αρχικής επαφής ο πολυμερισμός σταματά και η διαδικασία πρέπει να επαναληφθεί.

Τα μονομερή που μπορούν να δώσουν τέτοιες κόλλες είναι όπως είπαμε ο κυανοακρυλικός μεθυλεστέρας, ο κυανοακρυλικός αιθυλεστέρας, βουτυλεστέρας, ισοπροπυλεστέρας. Τα μονομερή αυτά έχουν διαφορετικό μέγεθος και οι κόλλες που προκύπτουν έχουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες. Ο κυανοακρυλικός μεθυλεστέρας χρησιμοποιείται για την κόλληση μεταλλικών και ελαστικών επιφανειών ενώ ο αιθυλεστέρας χρησιμοποιείται κυρίως σε πλαστικές επιφάνειες.   

Τα κυανοακρυλικά ενεργούν πολύ γρήγορα και κολλούν πολύ δυνατά υλικά όπως πλαστικά και ελαστικά. Οι πολλαπλές εφαρμογές τους τις κάνουν να είναι πολύ χρήσιμες σε όλες τις βιομηχανίες. Μερικές από τις μεγαλύτερες εφαρμογές τους είναι στα ηλεκτρονικά κυκλώματα στην ιατρική. Άλλες εφαρμογές είναι στα παιχνίδια στις μικρές και μεγάλες οικιακές συσκευές, στα αυτοκίνητα, και στο συσκευασίες των καλλυντικών. Χρησιμοποιείται επίσης στις βιομηχανίες που επισκευάζουν ελαστικά και πλαστικά τμήματα όπως επίσης και μεταλλικά τμήματα.

Οι κόλλες αυτές χρησιμοποιούνται για να επισκευάσουν τα πάντα μέσα στο σπίτι από ταπετσαρίες και σπασμένα παιχνίδια μέχρι ψεύτικα σπασμένα νύχια

Cyanoacrylate
Cyanoacrylate

topαρχή σελίδας

Σύνθετες κόλλες

Είναι μίγματα δύο συμβατών πολυμερών που το καθένα παρουσιάζει καλή πρόσφυση με το ένα από τα δύο διαφορετικά υλικά που πρόκειται να κολληθούν. Χρησιμοποιούνται για την κόλληση δυο πολυμερικών υλικών με διαφορετικές παραμέτρους διαλυτότητας.

αρχή σελίδας