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Tecnologia di sintesi adesiva

Gli adesivi sono realizzati con materiali naturali o con polimeri sintetizzati. Gli adesivi acrilici sono un tipico esempio di adesivo sintetico.

Materie prime per gli adesivi acrilici

I monomeri acrilici sono le materie prime utilizzate per gli adesivi acrilici. I monomeri acrilici si utilizzano anche per le lenti a contatto, le plastiche trasparenti e i polimeri in grado di assorbire l'acqua. Selezionando e polimerizzando questi monomeri acrilici è possibile sintetizzare polimeri acrilici con funzioni specifiche e usarli come adesivo. Gli adesivi acrilici sono diffusamente utilizzati nei pannelli LCD, nei telefoni cellulari e nelle automobili grazie all'eccellente trasparenza e resistenza agli agenti atmosferici, al calore e agli agenti chimici.

Sintesi degli adesivi acrilici

Tra i metodi per la sintesi dei polimeri acrilici abbiamo la polimerizzazione in soluzione, la polimerizzazione in emulsione e la polimerizzazione agli UV. Negli ultimi anni, con l'aumento dell'attenzione all'ambiente a livello globale, la polimerizzazione in emulsione e la polimerizzazione agli UV si stanno diffondendo sempre di più, perché non richiedono l'uso di solventi organici. Di seguito sono riportati i vari metodi per la sintesi dei polimeri acrilici insieme ai relativi vantaggi e svantaggi.


Tipo di polimerizzazione
VantaggiSvantaggi
Polimerizzazione in soluzione
  • La modifica delle condizioni di polimerizzazione è relativamente semplice.
  • Si possono facilmente utilizzare additivi e si hanno a disposizione numerose possibilità di progettazione. (Si possono ottenere diverse proprietà.)
  • È possibile rivestire pellicole sottili.
  • Utilizza solventi organici.
  • Richiede l'uso di sistemi di recupero del solvente.
  • Difficoltà di utilizzo ad alte concentrazioni.
Polimerizzazione in emulsione
  • Utilizza acqua, quindi è ecologica.
  • Possibilità di utilizzo ad alte concentrazioni (migliori prestazioni di asciugatura).
  • Si possono facilmente utilizzare additivi e si hanno a disposizione numerose possibilità di progettazione. (Si possono ottenere diverse proprietà.)
  • È possibile rivestire pellicole sottili.
  • Resistenza inferiore all'umidità e all'acqua.
  • Scarso grado di adesione al substrato.
  • La superficie adesiva tende a diventare rugosa.
  • Trasparenza minore.
Polimerizzazione agli UV
  • Ecologica, perché non richiede l'uso di solventi.
  • Si ottengono facilmente alte prestazioni (alto peso molecolare).
    È facile realizzare prodotti densi.
  • È facile realizzare prodotti con caratteristiche di forte adesione.
  • Richiede l'uso di attrezzature speciali, quindi la polimerizzazione è difficile.
  • È possibile usare solo una gamma limitata di resine per l'adesione.
  • La velocità di rivestimento è relativamente bassa.

Polimerizzazione in soluzione
Con questo metodo si ottiene la polimerizzazione radicale dei monomeri acrilici in un solvente organico, come il toluene o l'acetato di etile, utilizzando come iniziatore un azo-composto o un perossido, che produce radicali in presenza di calore, per sintetizzare l'adesivo.
Si sintetizza l'adesivo con le proprietà desiderate selezionando il co-monomero (per controllare le proprietà) o il monomero che contiene il gruppo funzionale desiderato (per il punto di reticolazione) e determinando le quantità da miscelare con il monomero acrilico (il monomero principale).
Con la polimerizzazione in soluzione, la massa molecolare dell'adesivo acrilico da sintetizzare e la sua distribuzione variano notevolmente a seconda delle condizioni di polimerizzazione (solvente utilizzato, concentrazione del monomero, quantità di iniziatore, metodo di aggiunta dell'iniziatore, temperatura di polimerizzazione, tempo di polimerizzazione), influenzando le proprietà dell'adesivo. Normalmente, quando si vuole ottenere un'alta adesione, il peso molecolare viene tenuto relativamente basso (200.000 ~ 400.000) mentre per ottenere un'alta resistenza alle temperature, il peso molecolare è relativamente alto (400.000 ~ 800.000).

Polimerizzazione in emulsione
Gli adesivi acrilici in emulsione presentano dei vantaggi rispetto a quelli con base solvente, ma anche degli svantaggi. Poiché la polimerizzazione dei monomeri acrilici avviene in acqua, si utilizza un tensioattivo, quindi la resistenza all'umidità e all'acqua è inferiore. D'altra parte, questo metodo offre vantaggi in termini di costi e di sicurezza. È anche possibile ottenere polimeri con alto peso molecolare e alta concentrazione di solidi pur mantenendo elevate prestazioni di essiccazione e adesione.
Negli ultimi anni, con la maggiore attenzione alla conservazione delle risorse e al risparmio energetico, oltre che agli aspetti ambientali, si va sempre più verso processi che non richiedono l'uso di solventi. La polimerizzazione in emulsione offre anche vantaggi per quanto riguarda i costi e la quantità di apparecchiature necessarie.

Polimerizzazione agli UV
Con questo metodo si producono dei pre-polimeri senza usare solventi né acqua, aggiungendo un iniziatore che produce radicali quando è esposto alla luce su un monomero acrilico, che viene poi irradiato con luce UV. In seguito si riveste un substrato con questi pre-polimeri, prima di esporlo nuovamente alla luce UV per produrre un polimero acrilico (adesivo).

adhesive_composite_img_solution
adesivo composito in emulsione
adesivo composito uv

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