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Adesivo de epóxi
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Os epóxis são uma das mais antigas químicas sintéticas para adesivos, datando da década de 1940. A longa história e o grande número de reagentes químicos disponíveis fazem dos epóxis uma das mais diversas químicas de adesivos. As formulações estão disponíveis para aplicações em baixas e altas temperaturas, flexíveis e rígidas, endurecidas e frágeis, etc. Os adesivos de epóxi são utilizados com maior frequência em aplicações estruturais quando há uma carga muito alta e/ou uma pequena área de colagem. Comum no transporte aeroespacial, de defesa e industrial, a química de epóxi também é utilizada quando há requisitos de exposição a altas temperaturas ou a substâncias químicas.
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Principais vantagens
- Resistência máxima muito alta
- Resistência excelente à temperatura e ao ambiente
- Prazo de validade longo à temperatura ambiente
Principais desvantagens
- Reação lenta
- Requer substratos muito limpos
- Maior custo em formulações altamente avançadas
As reações do epóxi são polimerizações passo a passo, o que significa que para cada grupo reativo “A”, deve haver um grupo reativo “B” com o qual pode reagir. Para os sistemas de dois componentes, A e B estão em lados separados e misturados através de um bocal. Para os sistemas de um componente, um dos componentes é ativado utilizando calor, luz, pressão ou alguma outra fonte de energia que permita que a reação prossiga.
Adesivo de uretano
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Os uretanos são mais conhecidos em outros formatos, como espuma, borracha sintética ou revestimentos. Os uretanos também produzem ótimas resinas para adesivos, e os adesivos têm muitas das mesmas propriedades: flexibilidade, absorção de energia e durabilidade, para citar algumas.
Os adesivos de uretano são mais comuns em indústrias como a construção, que exigem colagens a materiais tradicionais (por exemplo, madeira, tijolo, betão). No entanto, as suas propriedades exclusivas de flexibilidade e absorção de energia permitiram que os adesivos de uretano altamente avançados encontrassem uma adequação em muitas aplicações industriais, como o transporte.
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Principais vantagens
- Flexibilidade quando curados
- Alta resistência ao descolamento
- Adesão aos materiais mais tradicionais, com enchimento elevado de folgas
Principais desvantagens
- Reação lenta
- Fraca adesão ao vidro e metal sem preparação com primário
- Prazo de validade limitado, consequências limitadas na humidade
Tal como acontece na química de epóxi, as reações do uretano são polimerizações passo a passo, que requerem um grupo reativo "A" e "B". Para os sistemas de dois componentes, A e B estão em lados separados e misturados através de um bocal. No caso dos sistemas de um componente, o outro grupo reativo provém da humidade ambiente (H2O), curando o adesivo de fora para dentro.
Adesivo acrílico
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Os cianoacrilatos (um exemplo da família da química acrílica) foram descobertos durante a Segunda Guerra Mundial enquanto procuravam um material plástico para utilizar em armas. A tecnologia foi originalmente negligenciada porque ficou presa a tudo durante o processamento! Desde então, a química acrílica avançou muito para incluir os dois componentes, a fotopolimerização e muitas outras formas de adesivos industriais.
Os adesivos líquidos acrílicos são mais conhecidos pela sua rápida velocidade de cura. Alguns adesivos acrílicos são capazes de atingir 1000 psi na resistência ao cisalhamento sobreposto em um minuto. Esta velocidade do processo com alta resistência máxima torna os acrílicos adequados para os processos que requerem uma produtividade rápida, como os componentes eletrónicos.
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Principais vantagens
- Taxas de cura muito rápidas
- Capacidade de colagem à mais ampla variedade de materiais
- Menor sensibilidade à preparação de superfícies
Principais desvantagens
- Menor resistência a muitos ambientes agrestes em comparação com as químicas de epóxi ou uretano
- Sensível às condições de armazenamento
- Em geral, os produtos de alta resistência são frágeis, requerendo, por isso, a adição de endurecedores
As reações acrílicas de dois componentes designam-se por “polimerização radical”. Um dos componentes contém o “iniciador” que permite que a reação comece; uma vez iniciado, o processo de polimerização ocorre muito rapidamente. Os adesivos de um componente dependem da humidade ambiente (H2O) ou da luz UV para iniciar a reação. Os acrílicos também podem ser emulsionados em água e utilizados como um adesivo pulverizável ou revestível, geralmente utilizado para colagens de laminação de grandes superfícies.
Adesivo de silicone
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Os silicones líquidos têm uma tensão superficial muito baixa, o que significa que impregnam facilmente muitas superfícies - mesmo aquelas com muito baixa energia superficial, como o PTFE. Não é de admirar que a calafetagem com silicone adira muito bem a quase todas as superfícies de uma casa, da cozinha à casa de banho.
Os adesivos líquidos de silicone são mais conhecidos como “vedantes” utilizados amplamente em muitas indústrias. No entanto, a sua capacidade de colar uma grande variedade de materiais e tolerar altas temperaturas e exposição a substâncias químicas é adequada para muitas aplicações de adesão industriais. São relativamente baratos, frequentemente utilizados na construção. Os silicones de dois componentes têm resistência a temperaturas muito altas, com muitos equipamentos ou aplicações solares.
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Principais vantagens
- Os silicones são, em si, materiais de baixa energia superficial, relativamente resistentes ao mofo e a fungos
- Resistência a altas temperaturas
- Flexibilidade para utilizar como um vedante
Principais desvantagens
- Baixa resistência
- Os óleos adicionados podem lixiviar ao longo do tempo
- A tendência para “migrar” à volta de locais de fabrico, muitas vezes causando problemas de contaminação das células de trabalho das colagens adjacentes
As químicas de silicone têm mecanismos de reação muito semelhantes aos das químicas de uretano, mas a sua natureza inorgânica (o silício é a base fundamental e não o carbono) significa que as colagens formadas têm maior resistência a altas temperaturas. Para ajudar no processamento, os óleos são frequentemente adicionados para melhorar o fluxo e a impregnação, especialmente no caso dos sistemas de um componente. A lixiviação destes óleos pode causar problemas estéticos ao longo da vida útil do adesivo.
Adesivo de borracha
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A borracha natural tem sido utilizada em adesivos desde antes da revolução industrial. Até hoje, a maior parte da borracha natural utilizada para formulações adesivas é “defumada” para eliminar fungos ou bactérias que podem afetar adversamente a colagem ao longo do tempo. (A química desta "defumação" é na verdade semelhante à química de defumação das carnes para as preservar.)
Embora muitas das borrachas utilizadas em adesivos sejam naturalmente derivadas (como da seringueira de Hevea), a “borracha” também pode referir-se a materiais sintéticos como o policloropreno (Neoprene) ou a vários copolímeros em bloco (por exemplo, o SBR). A sua capacidade de ser “pegajosa” torna-a numa solução atraente e de baixo custo para colagens de laminação de grandes superfícies ou colagens que requerem uma resistência para um manuseamento imediato e uma resistência máxima menor.
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Principais vantagens
- Resistência imediata que permite o manuseamento
- Capacidade de colar muitas superfícies, incluindo materiais de baixa energia superficial
- O suporte de solvente ou água permite uma aplicação fácil em grandes superfícies
Principais desvantagens
- Baixa resistência
- Menor resistência às condições ambientais (por exemplo, aos raios UV, temperatura)
- A adesão aos materiais de baixa energia superficial requer a utilização de solventes na formulação
A borracha natural (cis-polisopreno) é trabalhada mecanicamente para fornecer polímeros de menor peso molecular que podem ser prontamente dissolvidos ou dispersos num solvente. Os polímeros sintéticos (tais como os copolímeros em bloco de estireno-isopreno) também podem ser utilizados. Os agentes de viscosidade como o pineno (da seiva de pinheiro, entre outras fontes) são adicionados para dar aderência adicional ao adesivo, permitindo que seja utilizado como um PSA.
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A série formativa sobre a ciência da adesão faz uma introdução abrangente à ciência da adesão e à utilização de fitas e adesivos em aplicações de projetos. Visite a página sobre Ciência da adesão para ver todos os artigos ou escolha os tópicos abaixo.
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