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Technologie de conception d'adhésif

L'adhésif est composé de diverses matières premières, comme on peut le voir sur le diagramme ci-dessous. Ces matières sont combinées pour former l'adhésif, conformément à l'application désirée, pour créer un adhésif disposant de diverses fonctions.  Le ruban adhésif est extrêmement pratique, il colle immédiatement et peut être prétraité à la forme désirée, c'est pourquoi il est largement utilisé dans les écrans de télévision LCD, les téléphones mobiles et les automobiles. Quand la fixation permanente est requise, comme par exemple les pièces automobiles, les adhésifs doivent être robustes, tandis que sur les écrans de téléphones mobiles, les films de protection doivent être faciles à peler, et éviter tout résidu.  L'adhésif utilisé avec les films polarisants doit être transparent et résister aux intempéries ;  les adhésifs utilisés à l'intérieur des véhicules doivent contenir très peu de traces de COV. Chacune de ces applications nécessite un type d'adhésif différent. C'est pourquoi leur conception est basée sur les fonctions requises, tout en s'efforçant d'obtenir des mélanges optimisés. Nous avons développé un adhésif spécifique à l'usinage des wafers silicone et céramique. L'adhésif offre de bonnes performances en conditions normales d'utilisation, mais est désactivable par une exposition aux UV ou en température. 

Produits adhésifs

Il est possible de créer divers types d'adhésifs, en fonction de la quantité de matière ajoutée à un élastomère. La technologie de conception d'adhésif détermine la quantité de matière nécessaire dans l'adhésif.

Types d'adhésifs

Les adhésifs en caoutchouc, acrylique et silicone sont utilisés conformément à l'application prévue et sont fabriqués en fonction des différentes propriétés de l'élastomère.

♦ Adhésif caoutchouc

Comme le caoutchouc naturel dispose d'un faible degré d'adhésion, on ajoute généralement un composé « tackifiant ». Cela lui permet de coller sur un grand nombre de surfaces et il est souvent utilisé pour les rubans d'emballage.

♦ Adhésif acrylique

En sélectionnant un monomère acrylique et en effectuant une copolymérisation, il est possible de synthétiser des polymères acryliques disposant de diverses fonctions leur permettant d'être utilisés comme adhésifs. Ils sont remarquables en termes de transparence et de résistance aux intempéries, à la chaleur et aux solvants, et sont largement utilisés dans les écrans LCD, les téléphones mobiles et les applications automobiles.
Lors de la conception d'adhésifs synthétiques (en sélectionnant des monomères acryliques), il est important de prendre en considération la température de transition vitreuse (Tv) des polymères acryliques synthétisés (la température à laquelle l'adhérence optimale à la surface est atteinte), l'insertion de sites de réticulation* (durabilité et résistance à la chaleur) et la copolymérisation des monomères acryliques (l'uniformité du polymère acrylique et des sites de réticulation).

* Insertion de sites de réticulation : Lors de la fabrication de ruban adhésif, un agent de réticulation, comme l'isocyanate ou l'époxy est ajouté pour donner au polymère sa structure 3D. Les polymères acryliques nécessitent des agents de réticulation et des monomères contenant des groupes fonctionnels capables de réticulation, comme l'acide acrylique ou l'acrylate d'hydroxyéthyle.
Comme les polymères acryliques ont une polarité élevée, il leur est difficile d'adhérer à des surfaces à faible polarité, comme la polyoléfine. Dans certains cas, cela peut être amélioré par l'ajout d'un agent collant.

♦ Adhésif silicone

Le caoutchouc silicone est exceptionnel en matière de résistance aux températures extrêmes et peut être utilisé dans une large gamme de températures. Comme il ne dispose que d'un faible degré d'adhésion, une résine silicone est utilisée comme agent « tackifiant ». En changeant le ratio structurel du caoutchouc silicone et de la résine silicone, il est possible d'obtenir les caractéristiques d'adhérence requises. Il est également réticulé avec des agents de réticulation, tels que le peroxyde de benzoyle, afin d'en améliorer la résistance à la chaleur.

♦ Adhésif uréthane

Ce type d'adhésif est utilisé dans les applications, telles que les films de protection et les rouleaux à peluche en raison de ses qualités de retrait. 

En tant que fabricant de rubans adhésifs, Nitto Denko propose de nombreuses références et développe des produits en fonction d'une application spécifique répondant à des critères très précis d'utilisation. Nous concevons des adhésifs, non seulement en nous basant sur la théorie de l'adhésion des matériaux et la chimie d'interface, mais aussi en utilisant une technologie ciblée sur les solutions apportant de nouvelles fonctions adhésives.

Types d'adhésifs et caractéristiques

Type d'adhésif Élastomère Caractéristiques
Caoutchouc Caoutchouc naturel
Caoutchouc synthétique
  • Le caoutchouc naturel est bon marché.
  • Faible sélection de surfaces adhérées.
  • Augmentation minime de l'adhésion car il n'a pas de groupe polaire.
  • Se détériore à la chaleur et à l'exposition aux intempéries.
Acrylique Copolymère d'ester acrylique
  • Le polymère lui même est adhésif.
  • Se dénature facilement.
  • Meilleure résistance à la chaleur et aux intempéries que les adhésifs caoutchoucs.
  • Large sélection de surfaces adhésivables.
Silicone Caoutchouc silicone
  • Peut être utilisé dans une large plage de températures.
  • Résistance exceptionnelle à la chaleur et au froid.
  • Résistance exceptionnelle aux produits chimiques et aux intempéries.
  • Onéreux.
Uréthane Résine uréthane
  • Capacité de retrait exceptionnelle.
  • Faible degré de mauvaise odeur et d'irritation cutanée.
  • Perméabilité exceptionnelle à l'humidité.
  • Difficulté à produire une adhésion élevée et immédiate. 

La relation entre le nombre d'atomes de carbone dans le groupe alkyle et la Tv

La Tv du polymère synthétisé lorsque le (méta) monomère d'ester acrylique subit la polymérisation varie en fonction du nombre d'atomes de carbone dans le (méta) monomère d'ester acrylique R (groupe alkyle) (voir plus bas). Il est possible de synthétiser un adhésif acrylique avec une Tv corrélée aux propriétés désirées dans l'adhésif.

Monomères utilisés dans les adhésifs acryliques

Monomère Structure Tv (℃)
Monomère principal Acrylate d'éthyle CH2=CHCOOC2H5 -20
Acrylate de butyle CH2=CHCOOC4H9 -55
Acrylate de 2-éthylhexyl CH2=CHCOOC8H17 -70
Acrylate d'Isononyl CH2=CHCOOC9H19
Comonomère
(pour améliorer la cohésion)
Acétate de vinyle CH2=CHOCOCH3 32
Acrylonitrile CH2=CHCN 97
Acrylamide CH2=CHCONH2 165
Styrène CH2=CHC6H5 80
Méthacrylate de méthyle CH2=C(CH3)COOCH3 105
Acrylate de méthyle CH2=CHCOOCH3 8
Groupe fonctionnel contenant un monomère Acide acrylique CH2=CHCOOH 106
Acrylate d'hydroxyéthyle CH2=CHCOOC2H2OH
Acrylamide CH2=CHCONH2 165
Méthacrylate de glycidyle

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