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Technologie de synthèse d'adhésifs

Les adhésifs sont élaborés soit à partir de matériaux naturels, soit à partir de polymères synthétisés. Les adhésifs acryliques sont un exemple typique d'adhésif synthétique.

Matières premières des adhésifs acryliques

Les monomères acryliques sont les matières premières utilisées dans les adhésifs acryliques. Les monomères acryliques sont également utilisés dans les lentilles de contact, les verres en plastique et les polymères absorbant l'eau. En sélectionnant et en polymérisant ces monomères acryliques, il est possible de synthétiser des polymères acryliques disposant de certaines fonctions et de les utiliser comme adhésifs. Les adhésifs acryliques sont largement utilisés dans les écrans LCD, les téléphones mobiles et dans le secteur automobile, en raison de leur transparence exceptionnelle et de leur résistance aux intempéries, à la chaleur et aux produits chimiques.

Synthèse d'adhésifs acryliques

Les méthodes de synthèse de polymères acryliques incluent la polymérisation en solution, la polymérisation par émulsion et la polymérisation par UV. Ces dernières années, l'environnement global étant au centre des préoccupations, la polymérisation par émulsion et la polymérisation par UV sont devenues plus populaires car elles ne nécessitent pas l'utilisation de solvants organiques. Les différentes méthodes de synthèse des polymères acryliques sont illustrées plus bas accompagnées de leurs avantages et inconvénients respectifs.


Type de polymérisation
AvantagesInconvénients
Polymérisation en solution
  • La manipulation des conditions de polymérisation est relativement simple.
  • Il est facile d'utiliser des additifs et il existe une large gamme de possibilités de conception. (diverses propriétés peuvent être réalisées)
  • Il est possible d'effectuer une enduction fine.
  • Utilise des solvants organiques.
  • Nécessite l'utilisation d'équipement de récupération des solvants.
  • Difficile à utiliser dans de fortes concentrations.
Polymérisation en émulsion
  • Utilise de l'eau, rendant le procédé plus écologique.
  • Possibilité de l'utiliser à de fortes concentrations (performances de séchages améliorées).
  • Il est facile d'utiliser des additifs et il existe une large gamme de possibilités de conception. (diverses propriétés peuvent être réalisées)
  • Il est possible d'effectuer une enduction fine
  • Résistance inférieure à l'humidité et à l'eau.
  • Offre un faible niveau d'adhésion au substrat.
  • La surface adhésive est susceptible de devenir rugueuse.
  • Transparence inférieure.
Polymérisation UV
  • Écologique car évite l'utilisation de solvants.
  • Facilité d'obtenir de hautes performances (poids moléculaire élevé).
    Facilité de créer des produits épais.
  • Facilité de créer des produits avec des fortes valeurs adhésives.
  • Nécessite l'utilisation d'équipement spécialisé, rendant la polymérisation difficile.
  • Seule une gamme limitée de résines peut être utilisée pour assurer l'adhésion.
  • La vitesse d'enduction est relativement faible.

Polymérisation en solution
Avec cette méthode, la polymérisation radicale de monomères acryliques est effectuée avec un solvant organique, tel que le toluène ou l'acétate d'éthyle utilisant un initiateur de type azo ou péroxyde qui produit des radicaux à la chaleur, afin de synthétiser l'adhésif.
Un adhésif disposant des propriétés désirées est synthétisé en sélectionnant le co-monomère (afin de contrôler les propriétés) ou le monomère contenant le groupe fonctionnel requis (pour obtenir le point de réticulation) et en déterminant la quantité à mélanger au monomère acrylique (le monomère principal).
Avec la polymérisation en solution, la distribution du poids moléculaire et le poids moléculaire de l'adhésif acrylique à synthétiser changent énormément en fonction des conditions de polymérisation (le solvant utilisé, la concentration de monomère, la quantité d'initiateur, la méthode d'addition d'initiateur, la température de polymérisation, le temps de polymérisation) et influencent les propriétés de l'adhésif. Normalement, lorsque l'adhésion est une priorité, le poids moléculaire est maintenu relativement faible (Mw : 200 000~400 000) et lorsque la résistance à la chaleur est une priorité, le poids moléculaire est maintenu à une valeur relativement élevée (Mw : 400 000~800 000).

Polymérisation en émulsion
Les adhésifs acryliques de type émulsion ont des avantages par rapport aux adhésifs de type solvant, et ils ont également certains inconvénients. Comme la polymérisation des monomères acryliques a lieu dans l'eau, un surfactant est utilisé, ce qui signifie que la résistance à l'humidité et à l'eau est inférieure. Par ailleurs, cette méthode a des avantages en termes de coût et de sécurité. Il est également possible d'obtenir des polymères, ayant un poids moléculaire élevé qui ont une forte concentration de solides, tout en maintenant des hauts niveaux de performances de séchage et d'adhésion.
Ces dernières années, avec l'attention portée à la conservation des ressources et de l'énergie ainsi qu'aux questions environnementales, il y a eu un mouvement, en faveur des process ne nécessitant pas l'utilisation de solvants. La polymérisation en émulsion offre également des avantages en termes de coût et d'équipements nécessaires.

Polymérisation UV
Avec cette méthode, les prépolymères sont produits sans utilisation de solvants ni d'eau par ajout d'un initiateur produisant des radicaux lorsqu'exposé à la lumière. Les radicaux réagissent avec le monomère acrylique. Ensuite, le substrat est enduit de ces prépolymères avant d'être à nouveau exposé à la lumière UV pour produire un polymère acrylique (adhésif).

adhesive_composite_img_solution
composite adhésif par émulsion
composite adhésif UV

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