Keo dính

Chất kết dính là chất cho phép chúng ta dính hai vật liệu lại với nhau. Chúng có sẵn trong tự nhiên hoặc tổng hợp và được tìm thấy ở nhiều dạng khác nhau.

Keo dựa trên các polyme – các chuỗi nguyên tử dễ dàng liên kết với nhau (độ kết dính) và với các chất khác (độ bám dính). Hầu hết các loại keo đều chứa nước trong công thức của chúng, do đó chúng sẽ không cứng lại ngay sau khi sử dụng.

Liên kết hóa học

Liên kết hóa học là một trong những khái niệm quan trọng nhất trong hóa học và giải thích nhiều hiện tượng hóa học khác, chẳng hạn như cách thức hoạt động của các phân tử và phản ứng. Nó cũng giải thích tại sao các nguyên tử bị hút vào nhau và các sản phẩm được tạo thành như thế nào sau khi phản ứng xảy ra.

Một quá trình liên kết hóa học liên quan đến việc chuyển các electron giữa hai nguyên tử để tạo ra một phân tử ổn định. Nguyên tử nhường bớt electron mang điện tích âm, nguyên tử nhận thêm electron mang điện tích dương.

Sự chuyển electron giữa các nguyên tử có thể xảy ra theo một số cách, bao gồm thông qua liên kết cộng hóa trị, liên kết van der Waals, liên kết hóa trị và sự hình thành phân tử hydro (H). Một số loại liên kết hóa học liên quan đến việc chuyển electron giữa nguyên tử kim loại và nguyên tử phi kim loại, trong khi những loại khác liên quan đến việc chuyển electron giữa các nhóm nguyên tử khác nhau.

Để tạo được liên kết hóa học, hai nguyên tử phải có khoảng cách cân bằng mà thế năng của hệ là cực tiểu và lực đẩy dừng. Đây được gọi là độ dài liên kết của phân tử.

Liên kết giữa hai nguyên tử có thể là vĩnh viễn hoặc tạm thời, tùy thuộc vào độ bền của chúng. Các tương tác hóa học mạnh giữa các nguyên tử tạo ra các liên kết hóa học vĩnh viễn, trong khi các tương tác hóa học yếu hơn dẫn đến sự kết dính tạm thời.

Khi một bề mặt chưa sẵn sàng để dán, có một số điều có thể được thực hiện để sửa đổi bề mặt. Chúng bao gồm tiền xử lý bề mặt, lớp sơn lót kết dính và lớp phủ để cải thiện độ bám dính.

Sử dụng keo dán phù hợp là rất quan trọng để liên kết thành công giữa hai bề mặt. Bạn sẽ muốn chọn một loại polyme có thể tạo liên kết với cả chất nền và chất kết dính. Ví dụ, nhựa epoxy có thể được sử dụng để kết dính thủy tinh và gỗ, trong khi polyme nhiệt dẻo có thể được sử dụng để kết hợp các chất dẻo như nhôm aluminised.

Nếu bạn không chắc loại chất kết dính nào là tốt nhất cho ứng dụng của mình, hãy tham khảo ý kiến ​​của chuyên gia. Họ có thể giúp bạn xác định sản phẩm tốt nhất cho dự án của bạn và đảm bảo rằng bạn sẽ có được mối liên kết tốt mà không làm hỏng bề mặt mà bạn đang kết nối.

Khi chọn chất kết dính, hãy xem xét loại chất nền mà nó sẽ được nối và phạm vi nhiệt độ mà nó cần hoạt động. Nói chung, chất kết dính được thiết kế cho một phạm vi nhiệt độ cụ thể sẽ bền hơn những chất kết dính không có. Bạn cũng có thể xem xét một sản phẩm đã được phát triển để chống lại một số hóa chất hoặc nhiệt độ.

Liên kết Van Der Waals

Lực Van der Waals là lực hóa học phụ thuộc vào khoảng cách ngắn không liên quan đến liên kết cộng hóa trị hoặc ion. Chúng xảy ra giữa các phân tử có vị trí gần nhau, chẳng hạn như khi các nguyên tử và phân tử tiếp xúc với nhau. Chúng yếu hơn cả liên kết cộng hóa trị và liên kết ion nhưng vẫn đóng vai trò quan trọng trong phân tử.

Chúng được đặc trưng bởi lực hút cao nếu các phân tử ở gần nhau và lực đẩy cao nếu chúng ở xa nhau. Sức mạnh của chúng không phụ thuộc vào nhiệt độ, ngoại trừ các tương tác lưỡng cực-lưỡng cực.

Sự hấp phụ của các phân tử khí lên bề mặt của chất hấp phụ và sự gắn kết của các pha ngưng tụ có thể được tính bằng lực van der Waals. Chúng cũng có thể được sử dụng để giải thích sự hình thành của các loại bột kết dính, ít dễ dàng hóa lỏng hoặc vận chuyển bằng khí nén hơn so với các loại bột thô hơn.

Các lực liên phân tử này là kết quả của sự gần nhau tạm thời giữa các vùng có mật độ electron tương phản trong các phân tử lân cận. Trong một số chất, những sự gần đúng này được gây ra bởi các lưỡng cực điện vĩnh cửu trong phân tử làm biến dạng tạm thời sự phân bố electron của các phân tử phân cực hoặc không phân cực gần đó.

Ví dụ, than chì được tạo thành từ nhiều lớp tấm mỏng có các electron được định vị trên mỗi nguyên tử carbon. Khi các electron được định vị này di chuyển xung quanh, chúng tạo ra các lưỡng cực tạm thời rất lớn tạo ra các lưỡng cực đối diện trong các tấm bên trên và bên dưới chúng. Những lưỡng cực tạm thời này cuối cùng có thể được cảm ứng trong toàn bộ tinh thể.

Chất kết dính, giống như keo dán, sử dụng liên kết van der Waals để dán hai bề mặt lại với nhau. Keo bao gồm các phân tử cực nhỏ với lực tĩnh điện rất yếu giữa chúng hút bề mặt mà nó được trải lên và các phân tử trên bề mặt khác.

Khi bạn phết keo, nó tạo ra hàng triệu lực tĩnh điện rất yếu giữa các phân tử trên cả bề mặt mà nó được phết lên và các phân tử trên bề mặt kia. Chúng được gọi là lực van der Waals, được đặt tên theo nhà vật lý Johannes Diderik van der Waals, người đã phát hiện ra chúng.

Lực lượng Van der Waals là cơ sở cho tất cả 'độ dính' của chất kết dính keo. Chúng cũng giúp keo dính kết dính với các vật liệu khác, bao gồm gỗ, kim loại và nhựa. Chúng cũng là một yếu tố quan trọng trong việc kết dính các chi của tắc kè, chúng có lông cứng ở chân cho phép chúng bám vào và trèo tường.

liên kết gắn kết

Chất kết dính keo là một trong những loại chất kết dính phổ biến nhất được sử dụng để liên kết các vật liệu với nhau trong nhiều ứng dụng. Chúng bao gồm xe cộ, thiết bị y tế, sản phẩm chăm sóc cá nhân và tòa nhà. Keo có thể ở dạng lỏng hoặc dạng sệt và có thể kết dính khi tiếp xúc hoặc yêu cầu các bước bảo dưỡng trước khi sử dụng. Chúng cũng có thể được chế tạo để phù hợp với các liên kết cứng hoặc dẻo, hoặc tăng gấp đôi dưới dạng các con dấu.

Cho dù đó là liên kết giữa nước và sáp, hay keo và sơn trần, cách các chất lỏng này kết dính với nhau là một quá trình phức tạp liên quan đến những thay đổi hóa học ở cấp độ vi mô. Sử dụng kiến ​​thức này, các kỹ sư có thể đưa ra quyết định tốt hơn khi lựa chọn chất kết dính tốt nhất cho ứng dụng của họ.

Độ bám dính của chất kết dính được IUPAC định nghĩa là “quá trình gắn một chất lên bề mặt của một chất khác.” Quá trình liên kết chất kết dính đòi hỏi phải làm ướt tốt vật liệu nền và khả năng tương thích của các nhóm phân tử trong chất kết dính và chất nền. Điều này đạt được nhờ phản ứng hóa học giữa chất kết dính và chất nền, gây ra sự thay đổi cấu trúc phân tử của hai vật liệu.

Độ bền của độ bám dính của chất kết dính thường được xác định bằng một phép đo gọi là công của độ bám dính, được sử dụng để xác định lực cần thiết để kéo sản phẩm được liên kết ra xa nhau. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng cơ học, chẳng hạn như lực cắt và lực tách xảy ra trong quá trình nối.

Có nhiều yếu tố khác nhau có thể ảnh hưởng đến độ bền của chất kết dính, bao gồm loại ứng suất sẽ tác dụng lên sản phẩm được kết dính. Việc biết ứng suất nào sẽ có nhiều khả năng xuất hiện nhất trên sản phẩm được kết dính sẽ cho phép các kỹ sư chọn chất kết dính có cường độ kết dính mạnh nhất.

Cường độ bám dính của chất kết dính phụ thuộc vào góc giữa tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng và bề mặt chất nền, được gọi là góc tiếp xúc. Nếu góc th nhỏ thì lực dính giữa chất lỏng và chất nền sẽ cao. Mặt khác, nếu góc th lớn thì lực dính giữa chất lỏng và bề mặt sẽ ở mức thấp.

liên kết cơ học

Liên kết dính là một phương pháp phổ biến để nối vật liệu. Nó có thể được sử dụng để nối kim loại, nhựa, thủy tinh, cao su, gốm sứ và nhiều vật liệu khác với nhau. Ngoài ra, chất kết dính cũng có thể được sử dụng để làm kín mối nối giữa hai vật liệu. Điều này cho phép chúng phân bố đều tải trọng ứng suất, giảm ứng suất lên liên kết và ngăn ngừa ăn mòn.

Liên kết cơ học liên quan đến việc sử dụng chất kết dính keo, thường là chất kết dính polyurethane hoặc methacrylate. Những chất kết dính này rất bền và có thể được áp dụng cho cả bề mặt mỏng và dày, kể cả những bề mặt đã được xử lý bằng hóa chất hoặc bị ăn mòn.

Chất kết dính của keo thường được xử lý dưới áp lực, nhưng cũng có thể được xử lý bằng ánh sáng. Điều này làm cho chúng trở thành một lựa chọn tốt để nối các chất nền khác nhau, vì chúng dễ xử lý và không làm thay đổi hình dạng của chúng.

Một cách tốt để chuẩn bị bề mặt cho liên kết cơ học là chà nhám và mài mòn chúng để loại bỏ lớp phủ bề mặt hoặc chất gây ô nhiễm, như sơn, rỉ sét hoặc dầu mỡ. Xử lý trước bằng hóa chất như khắc axit hoặc nhúng vật liệu vào dung môi cũng có thể hữu ích.

Việc làm nhám bề mặt sẽ làm tăng diện tích bề mặt có sẵn để chất kết dính keo thâm nhập vào các lỗ, đây là một phần quan trọng trong cách chất kết dính có thể liên kết với chất kết dính. Điều này đặc biệt quan trọng nếu chất nền là lớp phủ đất sét nặng.

Một ưu điểm khác của kỹ thuật liên kết này là nó có thể được áp dụng cho các bộ phận lớn hoặc nhỏ, cho phép phân bổ ứng suất đồng đều. Điều này có thể hữu ích khi sử dụng quy trình để nối các bộ phận kết cấu nhẹ, chẳng hạn như trong kết cấu thân xe hơi.

Tuy nhiên, việc thiếu cường độ liên kết tức thời có thể gây khó khăn khi sử dụng cho một số ứng dụng. Điều này có thể được giải quyết bằng cách kết hợp chất kết dính với các phương pháp nối khác, chẳng hạn như hàn điểm hoặc đinh tán. Điều này được gọi là nối hỗn hợp và dẫn đến giảm các đỉnh ứng suất có thể xảy ra trong quá trình nối, cho phép chất kết dính cung cấp độ bền liên kết tức thời.

Khả năng giảm khả năng phản ứng động học của sản phẩm đã dẫn đến sự phát triển của một loại vật liệu mới gọi là MIMA, có khả năng ngăn chặn các phản ứng không mong muốn bằng cách thay đổi trở ngại không gian tại giao diện cơ học. Điều này đã dẫn đến một số ứng dụng công nghệ, bao gồm bảo vệ thuốc nhuộm hữu cơ khỏi sự xuống cấp của môi trường.