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Le meraviglie dell'adesivo sensibile alla pressione: come creare un legame forte senza utilizzare calore o solventi?
L'adesivo sensibile alla pressione (PSA) è una colla non reattiva che si attacca a una superficie quando viene applicata la pressione. La bellezza di questo tipo di colla è che non richiede solventi, acqua o calore per avviare l'azione di incollaggio, rendendola ampiamente utilizzata in prodotti come nastri, etichette, punti adesivi, adesivi e foglietti adesivi.
Come indica il nome "adesivo sensibile alla pressione", il grado di adesione è influenzato dalla pressione applicata. Anche fattori come la levigatezza della superficie, l'energia superficiale e la rimozione dei contaminanti sono fattori importanti per una corretta adesione.
Gli adesivi sensibili alla pressione sono generalmente progettati per formare un legame solido a temperatura ambiente, ma perdono viscosità alle basse temperature e perdono resistenza al taglio alle alte temperature. Pertanto, vengono realizzate colle speciali per funzionare ad alte o basse temperature.
La differenza tra adesivi strutturali e autoadesivi
In generale, la colla può essere divisa in due categorie: colla strutturale e colla sensibile alla pressione. La colla strutturale di solito forma un legame permanente attraverso alcune reazioni chimiche, come l'evaporazione del solvente (come la colla bianca), la reazione con le radiazioni UV (come la colla dentale), ecc. Al contrario, gli adesivi sensibili alla pressione richiedono solo una leggera pressione per far aderire la colla al substrato.
La forza di adesione dell'adesivo sensibile alla pressione deriva dalla sua fluidità e resistenza allo scorrimento. Quando la colla entra in contatto con il substrato, ci sono anche interazioni intermolecolari, come le forze di van der Waals, che influenzano in modo significativo la forza di adesione finale. .
Gli adesivi sensibili alla pressione mostrano viscoelasticità, due proprietà fondamentali per un corretto incollaggio. A differenza della resistenza al taglio per trazione delle colle strutturali, le proprietà degli adesivi sensibili alla pressione sono determinate dalla loro resistenza al taglio, alla pelatura e all'adesività iniziale. Queste proprietà sono influenzate dalla formulazione, dallo spessore del rivestimento, dall'impasto e dalla temperatura.
L'influenza della forma
Anche la forma del nastro o dell'etichetta influisce sulla sua aderenza. Ad esempio, il nastro con angoli acuti tende a staccarsi in quegli angoli, mentre gli angoli arrotondati migliorano la forza di adesione.
Ambito di applicazione
Gli adesivi sensibili alla pressione sono progettati per applicazioni permanenti o rimovibili. Esempi di applicazioni permanenti includono etichette di sicurezza per apparecchiature elettriche, nastri in alluminio per condotti di ventilazione HVAC, assemblaggi interni di automobili e pellicole smorzanti di suono/vibrazioni. Alcuni adesivi permanenti sensibili alla pressione ad alte prestazioni hanno valori di adesione elevati, possono supportare carichi di chilogrammi per centimetro quadrato di superficie di contatto e sono durevoli anche a temperature elevate.
Questi legami richiedono ore o giorni per stabilire un legame permanente.
Rimuovi prestazioni
La colla rimovibile è progettata per formare un legame temporaneo che idealmente può essere rimosso senza lasciare traccia dopo mesi o anni. Questo tipo di colla viene utilizzato in applicazioni quali pellicole di protezione superficiale, nastri per mascheratura, segnalibri e cartellini dei prezzi. Alcune colle rimovibili sono progettate per essere applicate e rimosse più volte; questi prodotti generalmente hanno un'adesione inferiore.
A volte, la rimozione del nastro sensibile alla pressione può causare danni al substrato su cui aderisce. Un modo per ridurre i danni alla superficie è tirare a una velocità inferiore e con un angolo di distacco inferiore.
Processo di produzione
Gli adesivi sensibili alla pressione possono essere prodotti utilizzando un supporto liquido o in forma solida al 100%. Articoli come nastri ed etichette vengono realizzati applicando la colla su un supporto e quindi facendo evaporare un solvente organico o un veicolo acquoso.
La colla essiccata viene ulteriormente riscaldata in un processo successivo per avviare la reazione di reticolazione e aumentarne il peso molecolare.
La colla solida al 100% può essere un polimero a bassa viscosità che reagisce con le radiazioni per aumentare il peso molecolare e formare la colla (adesivo sensibile alla pressione indurito con radiazioni) oppure può essere un materiale ad alta viscosità che viene riscaldato per ridurre la viscosità e poi raffreddato fino alla sua forma finale (adesivo sensibile alla pressione fuso, HMPSA).
Composizione
Gli adesivi sensibili alla pressione sono generalmente basati su gomma mescolata con un adesivo adatto (come l'estere di resina). La formula della gomma può essere a base di acrilico, che può formare da solo un'adesione sufficiente senza la necessità di un adesivo, o di un polimero modificato (SBC), che è elastico alle basse temperature e resistente alle alte temperature, ed è spesso utilizzato in ambienti caldi adesivi sciolti.
La forma A-B-A della struttura può promuovere la separazione di fase del polimero e fornire una buona reticolazione tra le strutture su entrambe le estremità.
Considerazioni sulla temperatura
Le prestazioni degli adesivi sensibili alla pressione sono influenzate in modo significativo dalla temperatura. Le proprietà di appiccicosità o "adesività rapida" sono fondamentali per l'adesione iniziale e le basse temperature possono far sì che gli adesivi sensibili alla pressione diventino troppo forti e perdano l'adesività. Una volta applicata, la temperatura influirà anche sulle sue prestazioni durante l'uso.
Il metodo di test più comune per PSA e nastro è a 23 gradi Celsius e 50% di umidità relativa, ma gli esperti responsabili della formulazione della colla spesso conducono test ad altre temperature per soddisfare meglio le esigenze dell'utente finale. È particolarmente importante identificare la "temperatura di transizione vetrosa".
Le caratteristiche senza limiti degli adesivi autoadesivi non solo ci danno una nuova comprensione dei piccoli oggetti nella nostra vita quotidiana, ma ci fanno anche pensare a quante potenzialità e applicazioni non sfruttate si nascondono dietro questi prodotti apparentemente ordinari?
