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Tecnologia di progettazione dell'adesivo

L'adesivo è costituito da diversi materiali grezzi, come si può vedere nell'illustrazione che segue. Questi materiali vengono combinati in base all'applicazione desiderata, per realizzare un adesivo con diverse funzioni, che viene poi applicato al nastro adesivo. Il nastro adesivo è estremamente comodo, si attacca immediatamente e può essere prelavorato in una forma specifica, che viene diffusamente utilizzata nei settori dei televisori a LCD, dei telefoni cellulari e delle automobili. Nelle applicazioni in cui occorre fissare elementi in modo permanente, come nel caso di componenti dell'automobile, gli adesivi devono essere resistenti, mentre la pellicola di protezione dei display dei telefoni cellulari deve staccarsi facilmente senza lasciare residui di adesivo. L'adesivo utilizzato nelle pellicole polarizzanti deve essere trasparente e resistente agli agenti atmosferici, mentre gli adesivi utilizzati all'interno dei veicoli devono contenere solo tracce minime di VOC. Ciascuna di queste diverse applicazioni richiede un tipo di adesivo diverso. Li progettiamo quindi in modo da ottenere miscele ottimizzate per le diverse applicazioni, per realizzare le funzioni richieste. Ricorriamo a progetti speciali per produrre adesivi destinati alla lavorazione dei wafer di silicio e delle ceramiche: questi adesivi devono essere resistenti in condizioni normali, ma perdere la loro resistenza se vengono esposti al calore o alla luce UV.

Materiali adesivi

È possibile creare vari tipi di adesivo, in base alla quantità di materiali specifici che si aggiungono a un elastomero. La determinazione della quantità e del tipo di materiale necessaria per un adesivo rientra della tecnologia di progettazione dell'adesivo.

Tipi di adesivo

Si utilizzano adesivi a base di gomma, materiali acrilici e silicone in base all'applicazione; ciascuno di essi deve essere progettato sfruttando le diverse proprietà dell'elastomero.

♦ Adesivo a base di gomma

Poiché la gomma naturale ha un grado di adesione basso, normalmente si aggiunge qualche tipo di adesivante. Così facendo l'adesivo può aderire a numerose superfici e si utilizza spesso questa soluzione per i nastri da imballaggio.

♦ Adesivo acrilico

Selezionando un monomero acrilico ed eseguendo la co-polimerizzazione si possono sintetizzare polimeri acrilici con varie funzioni che consentono di usarli come adesivi. È eccellente per quanto riguarda la trasparenza e la resistenza agli agenti atmosferici, al calore e ai solventi e quindi si usa diffusamente nei pannelli LCD, nei telefoni cellulari e nelle applicazioni del settore automotive.
Nella progettazione degli adesivi sintetici (selezionando i monomeri acrilici) è importante considerare la temperatura Tg dei polimeri acrilici sintetizzati (temperatura alla quale si ha un'adesione ottimale alla superficie), l'inserimento di punti di reticolazione* (durata e resistenza al calore) e la co-polimerizzabilità dei monomeri acrilici (uniformità del polimero acrilico e dei punti di reticolazione).

* Inserimento di punti di reticolazione: Durante la produzione del nastro adesivo si aggiunge un agente reticolante, come l'isocianato o un composto epossidico, per dare al polimero acrilico una struttura tridimensionale. I polimeri acrilici richiedono agenti reticolanti e monomeri contenenti gruppi funzionali in grado di supportare la reticolazione, come l'acido acrilico o idrossietilacrilato.
Poiché i polimeri acrilici hanno una polarità alta, aderiscono con difficoltà ai materiali con polarità bassa, come le poliolefine. In alcuni casi si può migliorare la situazione aggiungendo un adesivante.

♦ Adesivo al silicone

La gomma al silicone è eccellente per quanto riguarda la resistenza alle temperature estreme (caldo e freddo) e si può utilizzare in un vasto campo di temperature. Di per sé ha un grado di adesione basso, quindi si usa la resina siliconica come adesivante. Modificando il rapporto strutturale tra gomma siliconica e resina siliconica è possibile ottenere le caratteristiche di adesione desiderate. Si esegue inoltre la reticolazione con agenti reticolanti, come il perossido di benzoile, per migliorarne la resistenza al calore.

♦ Adesivo a base di uretano

Questo tipo di adesivo si utilizza in applicazioni come le pellicole protettive e la rimozione dei pelucchi, grazie all'eccellente rimovibilità.

Come fornitore completo di nastri adesivi, Nitto Denko propone ogni tipo di adesivo ed è in grado di ottenere le caratteristiche necessarie per adattare ogni prodotto ad applicazioni specifiche. Per sfruttare al meglio le proprietà del materiale, oltre a progettare adesivi basati sulla teoria dell'adesione dei materiali e sulla chimica interfacciale, sfruttiamo anche tecnologie orientate alle soluzioni per soddisfare le esigenze relative a nuove funzioni degli adesivi.

Tipi di adesivi e loro caratteristiche

Tipo adesivo Elastomero Caratteristiche
Gomma Gomma naturale
Gomma sintetica
  • La gomma naturale è economica.
  • Poche superfici di aderenza possibili.
  • Aumento dell'adesione limitato, poiché ha un gruppo non polare.
  • La resistenza al calore e alle condizioni atmosferiche si riduce.
Acrilico Co-polimero di estere acrilico
  • Il polimero è adesivo di per sé.
  • Si denatura liberamente.
  • Maggiore resistenza al calore e alle condizioni atmosferiche, rispetto agli adesivi a base di gomma.
  • Estesa selezione di superfici di adesione.
Silicone Gomma siliconica
  • Si può utilizzare in un'estesa gamma di temperature.
  • Eccellente resistenza al calore e al freddo.
  • Eccellente resistenza agli agenti chimici e atmosferici.
  • Costo alto.
Uretano Resina uretanica
  • Eccellente rimovibilità.
  • Lieve entità di odore sgradevole e irritazioni della pelle.
  • Eccellente permeabilità all'umidità.
  • Difficoltà di ottenere forte adesione ed adesione iniziale. 

Relazione tra il numero di atomi di carbonio nel gruppo alchilico e la Tg

La Tg del polimero sintetico quando il monomero di estere (meta)acrilico è sottoposto a polimerizzazione varia a seconda del numero di atomi di carbonio nel monomero R dell'estere (meta) acrilico (gruppo alchilico) (vedere di seguito). È possibile sintetizzare un adesivo acrilico con una Tg correlata alle proprietà desiderate nell'adesivo.

Monomeri utilizzati nell'adesivo acrilico

Monomero Struttura Tg (°C)
Monomero principale Etilacrilato CH2=CHCOOC2H5 -20
Butilacrilato CH2=CHCOOC4H9 -55
2-etilesilacrilato CH2=CHCOOC8H17 -70
Isononilacrilato CH2=CHCOOC9H19
Co-monomero
(per migliorare la coesione)
Acetato di vinile CH2=CHOCOCH3 32
Acrilonitrile CH2=CHCN 97
Acrilamide CH2=CHCONH2 165
Stirene CH2=CHC6H5 80
Metacrilato di metile CH2=C(CH3)COOCH3 105
Metilacrilato CH2=CHCOOCH3 8
Monomero contenente un gruppo funzionale Acido acrilico CH2=CHCOOH 106
Idrossietilacrilato CH2=CHCOOC2H2OH
Acrilamide CH2=CHCONH2 165
Glicidilmetacrilato

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