Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Bảng 2.10: Độ co rút của 1 số chất kết dính

Bảng 2.10: Độ co rút của 1 số chất kết dính

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trong một số trường hợp phụ gia, không những tăng độ bền mà còn tăng độ

chiệu nhiệt của các liên kết dán.

Ngoài ra khi dán cần quan tâm đến hệ số giản dài của polymer dung làm keo và

vật liệu phải dán.

Bề mặt vật liệu cần kết dính cũng ảnh hưởng khơng nhỏ đến chất lượng kết

dính. Bề mặt xốp (gạch, ngói, ceramic…) dễ tạo liên kết bền. Bề mặt trơn, nhẵn (thủy

tinh, sản phẩm tráng men, bề mặt kim loại…) khó tạo liên kết bền.

2.3.4. Định nghĩa và phân loại chất kết dính

Chất kết dính là những chất hoặc hợp chất có khả năng tự rắn chắc, đồng thời

liên kết với một hệ khác(sợi hoặc hạt) tạo thành khối vững chắc.

Những chất kết dính có một số đặc điểm chung sau:

Chất kết dính ở dạng chất lỏng giọt hoặc huyền phù. Giai đoạn đầu chảy lỏng

để có thể lan rộng trên bề mặt và thấm sâu vào trong các lỗ xốp của hệ vật liệu cần liên

kết.

Khả năng thấm ướt bề mặt hệ vật liệu cần liên kết và tạo sự liên kết dính cơ lý.

Phản ứng hóa học hoặc biến đổi cơ lý hóa để tự rắn chắc và liên kết khối vật

liệu cần liên kết. Quá trình biến đổi này thường là bay hơi dung môi, cấu trúc gel khô

dần tạo liên kết giữa các gel dạng keo, kết tinh tạo liên kết, phản ứng hóa học tạo liên

kết…

Chất kết dính hồn tồn đóng rắn xác lập liên kết dính giữa chất kết dính với

nhau cũng như giữa chất kết dính – hệ cần liên kết.

Có thể phân loại thành chất kết dính vơ cơ và hữu cơ, trong đó chất kết dính

hữu cơ là đối tượng cần quan tâm ở đây.

2.3.4.1.



Chất kết dính vơ cơ



Trong xây dựng là các vật liệu dạng bột, tạo hình bằng cách trộn với nước tạo

thành khối chất dẻo thuận tiện cho việc gi a cơng kết dính, có khả năng tự đóng rắn

đồng thời liên kết với hệ khác (cốt liệu như cát, đá…) thành khối vật thể dạng đá bền

vững. Trong hệ kết dính vơ cơ ta có thể phân thành hai loại chất kết dính:

 Chất kết dính xây dựng: bao gồm vữa xi măng các loại, vôi. Có thể phân biệt

chất kết dính thủy lực là những chất kết dính có khả năng tự đóng rắn, tạo

cường độ trong môi trường nước (và trong môi trường không khí) đại diện quan

43



trọng nhất là xi măng Pclăng; chất kết dính trong khơng khí: những chất kết

dính có khả năng đóng rắn, tạo cường độ chỉ trong mơi trường khơng khí. Ví dụ

vơi, thạch cao là những chất kết dính khơng khí điển hình.

 Chất kết dính kỹ thuật: là các loại chất kết dính trên cơ sở thủy tinh nước, một

số loại photphat, các loại vữa chịu lửa… là những chất kết dính vơ cơ dùng

trong lĩnh vực kỹ thuật khác có khả năng đóng rắn và phát triển cường độ trong

những điều kiện kỹ thuật đặc biệt, ví dụ ở nhiệt độ cao.

Theo mơi trường các chất kết dính khống được chia thành 3 nhóm cơ bản sau:

Chất kết dính khơng khí: sau khi hòa tan ởi

b nước có thể đóng rắn trong mơi

trường nước và khơng khí. Chỉ dùng trong trường hợp khơng có tác dụng của nước. Ví

dụ: thạch cao , vơi..

Chất kết dính thủy lực: sau khi trộn nước và đóng rắn trong khơng khí có thể

tiếp tục đóng rắn và phát triển trong mơi trường nước. Do có khả năng đóng rắn và

tăng cường độ trong nước, ta gọi là chất kết dính thủy lực. Ví dụ: XM PC, XM xỉ, XM

Puzolan…

Chất kết dính bền acid: sau khi đóng rắn trong khơng khí có thể bền vững trong

mơi trường acid, thường dùng làm lớp phủ bền acid.

2.3.4.2.



Chất kết dính hữu cơ



2.3.4.2.1.



Chất kết dính từ nhựa nhiệt rắn



Chất kết dính từ nhựa nhiệt rắn là những vật liệu khơng thể đốt nóng và làm

mềm nhiều lần sau khi đã đóng rắn. Một khi đóng rắn và nối mạng ngang, mối liên kết

có thể bị làm yếu đi bởi nhiệt độ, nhưng nó khơng thể bị nung chảy hoặc việc khôi

phục lại trạng thái lỏng như trước khi đóng rắn. Những vật liệu nhiệt rắn khơng làm

chảy được và cũng khơng hòa tan được. Những chất kết dính này nói chung bị giảm

cấp và yếu đi khi bị nung nóng tới nhiệt độ đủ cao bởi sự oxi hóa và sự đứt mạch phân

tử.

Hệ chất kết dính nhựa nhiệt rắn đóng rắn bởi phản ứng hóa học một chiều tại

nhiệt độ phòng hoặc cao hơn, phụ thuộc vào loại chất kết dính. Phản ứng hóa học này

thường là nối mạng ngang. Các nối ngang xuất hiện trong phản ứng đóng rắn được tạo

ra bởi sự liên kết của hai Polymer mạch thẳng, dẫn đến một cấu trúc hóa học ba chiều

vững chắc. Một cấu trúc nối mạng ngang được mơ tả trong hình. Nối ngang thường

44



được tạo ra bởi phản ứng hoá học. Vài phản ứng cần được gia nhiệt ban đầu hoặc lúc

kết thúc, một số phản ứng có thể xảy ra ở nhiệt độ phòng.

Một số chất kết dính nhiệt rắn cần lực ép lớn hoặc trung bình. Những chất kết

dính nhiệt rắn đơi khi được bán dưới dạng hóa tan trong dung môi để dễ dàng sử dụng

bằng phương pháp quét hoặc phun. Tuy nhiên chúng thường ở dạng lỏng khơng có

dung mơi, bột nhão hoặc dạng đặc. Những chất kết dính từ Epoxy và Urethanes là hai

ví dụ về chất kết dính nhựa nhiệt rắn.

Những chất kết dính nhiệt ran có thể được bán dưới dạng hệ một hay nhiều

thành phần. Với hệ nhiều thành phần thì những thành phần phản ứng được để riêng ra.

Chúng được xử lý và pha trộn cùng với nhau khi sử dụng. Chất kết dính nhiều

thành phần thường có hạn sử dụng lâu hơn, chúng thường được đóng rắn ở nhiệt độ

phòng, đóng rắn nhanh ở nhiệt độ cao. Vì thời gian sử dụng có hạn nên thông thường

phải phải giữ lạnh. Hệ một thành phần cũng có dạng đóng rắn ở nhiệt độ phòng bởi

việc phản ứng với khơng khí ẩm, bởi tia bức xạ chiếu vào (ánh sáng, tia UV, chùm

điện tử,…), hoặc bởi phản ứng tương tác với bề mặt nền.

Vì những phân tử của nhựa nhiệt rắn có mạng nối ngang dày đặc, nên khả năng

kháng nhiệt và dung môi tốt, và chúng chỉ bị biến dạng đàn hồi ít khi chịu tải ở nhiệt

độ cao. Do vậy đa số cấu trúc chất kết dính được tạo bởi nhựa có cấu trúc phân tử

giống như nhựa nhiệt rắn.

2.3.4.2.2.



Chất kết dính từ nhựa nhiệt dẻo



Những chất kết dính từ nhựa nhiệt dẻo khác với nhựa nhiệt rắn ở chỗ khơng có

việc đóng rắn hoặc nâng nhiệt độ. Nhựa nhiệt dẻo là những Polymer dạng rắn bị mềm

đi hay nóng chảy khi tăng nhiệt độ. Cấu trúc phân tử của nó có dạng mạch thẳng hay

nhánh .

Vì phân tử nhựa nhiệt dẻo khơng bị nối mạng ngang và đóng rắn, chúng có thể

được nấu chảy khi sử dụng. Lão hoá nhiệt xảy ra do việc lặp đi lặp lại sự gia nhiệt khi

làm nóng chảy, làm giảm cấp vật liệu dần do sự oxi hố, và nó còn giới hạn số lần có

thể tái gia nhiệt. Những chất kết dính sau khi nóng chảy (hot melt), thường sử dụng

trong việc đóng gói.

Nhựa nhiệt dẻo cũng có thể được hồ tan trong dung mơi, để tạo một hỗn hợp

có thể quay về trạng thái rắn do sự bay hơi dung môi. Nhựa nhiệt dẻo còn được phân

45



tán trong nước ở dạng huyền phù hoặc nhũ tương. Những sản phẩm này chuyển sang

trạng thái rắn khi nước bay hơi.

Chất kết dính nhựa nhiệt dẻo cũng được sử dụng bằng cách phủ lên nền, sau đó

khi cần có thể “kích hoạt” chúng. Vài chất kết dính nhựa nhiệt dẻo được khai thác tốt

đặc điểm này ,bán dưới dạng chất kết dính bằng nhiệt, dung mơi hoặc khơng khí ẩm.

Chất kết dính sử dụng với hơi ấm được biết đến nhiều nhất là keo dán bìa thư.

Chất kết dính từ nhựa nhiệt dẻo có phạm vi sử dụng hạn chế hơn loại từ nhựa

nhiệt rắn. Mặc dù vài loại nhựa nhiệt dẻo có thể cung cấp độ bền căng, cắt cao ở nhiệt

độ tương đối ơn hồ, những loại vật liệu này không nối mạng ngang và sẽ có xu hướng

trượt khi chịu tải ở nhiệt độ thấp. Sự trượt này hoặc sự biến dạng khi chịu tải trong thời

gian dài có thể xảy ra ở nhiệt độ phóng hoặc nhiệt độ thấp hơn tuỳ thuộc vào chất kết

dính. Sự trượt dài hạn thường là tính chất làm cản trở những chất kết dính này sử dụng

trong các ứng dụng cấu trúc. Chất kết dính nhựa nhiệt dẻo cũng khơng có được độ bền

dung mơi và hóa chất như nhựa nhiệt rắn.

2.3.4.2.3.



Chất kết dính từ cao su



Vì những chất kết dính từ cao su có tính chất lưu biến độc đáo, nên người ta

phân chúng ra một loại riêng. Những chất kết dính nền cao su đi từ Polymer tổng hợp

hoặc Polymer thiên nhiên có độ dẻo dai và khả năng dãn dài lớn. Những chất kết dính

này được sản xuất bằng cách trùng hợp nhựa, có khả năng chịu kéo dãn và nén ép cao.

Chúng trở lại kích thước và hình dạng ban đầu rất nhanh ngay sau khi bỏ tải. Từ đó ta

thấy những chất kết dính đi từ cao su có khả năng hấp thu năng lượng cao và độ bền

lớn đối với những thiết kế chung cho sự chịu lực bất kỳ. Những chất kết dính từ cao su

có thể là nhiệt dẻo hoặc nhiệt rắn. Loại nhiệt rắn có thể được sử dụng trong những cấu

trúc nhất định.

Những chất kết dính từ cao su có thể được bán dưới dạng dung mơi hoà tan,

phân tán trong nước, những băng dán, v à dạng lỏng không dung môi hoặc dạng bột

nhão một thành phần hay nhiều thành phần. Những yêu cầu về hình dạng và lưu hóa sẽ

thay đổi tuỳ theo loại cao su sử dụng trong cơng thức chất kết dính.

Có thể tạo nên những cơng thức từ chất kết dính nền cao su cho một khoảng

ứng dụng rất rộng. Vì cao su là loại vật liệu có tính đàn nhớt cao, chúng có đặc điểm là

độ dãn dài cao, module đàn hồi thấp, và độ dẻo dai cao. Chúng tạo cho chất kết dính

46



độ bền tách bóc cao cũng như tính linh hoạt cao để gắn chặt với những đế khác nhau

(đa ứng dụng). Những chất đàn hồi cũng thường được sử dụng trong cơng thức chất

kết dính cho keo trát, những bộ giảm chấn, và những thùng âm thanh.

Bảng 2.11: Một số loại chất kết dính đàn hồi. (Elastomeric)

Adhensive



Natural rubber



Dạng tồn



PP đóng



tại



rắn



Tính chất



Bay hơi



Độ bền tuyệt



Dung dich,



dung mơi;



vời; bền kéo



latex, lưu



lưu hóa



3-180 lb/in2;



hóa.



bằng nhiệt



bền tách



hay RT.



0.56 lb/in



Cơng dụng



Giá cả



Kết dính:

NR, gỗ, sợi,

giấy, kim



Trung bình



loại.



Giá thấp, sử



Reclaimed

rubber



Dung dịch,



dụng rộng



phân tán



rãi. Phá hủy



trong nước.

Màu đen,



Bay hơi



dưới tải



dung môi.



trọng thấp

và thường



xám, đỏ.



Cao su, sợi,

gỗ, kim loại,

vật liệu xây



Thấp



dựng…



xuyên.



Butyl



Polyisobutylen



Nitrile



Hệ dung

môi, latex.



Bay hơi,

tạo nối



Bền thấp



ngang.



Dung mơi



Bay hơi



Latex,



Bay hơi



dung dịch.



dung mơi.



47



Cao su, kim

loại.



Giòn, bền



Cao su, giấy,



thấp.



nền kim loại.



Bền kéo



Rubber



150-



(nitril), kim



2000lb/in2



loại.



Trung bình



Thấp



Trung bình



Styren



Dung dịch,



butadien



latex.



Bay hơi



Tsd = -



Sợi, gỗ, cao



40÷1600F.



su…



2 thành

Polyurethan



phần, dạng

lỏng hay



RT hay cao Độ bền tuyệt

hơn



vời.



paste.

2 thành

Polysufit



phần; lỏng

hay paste.



Bền môi



RT hay cao



trường, độ



hơn.



bền thấp



Dung dich,



độ cao.



nhựa, kim



Trung bình



loại.



Kim loại,

gỗ, nhựa.



Nhạy áp,



tinh, giấy,



Tsd= -



cao su



100÷5000F.



(silicon,



hay đóng

rắn ở nhiệt



Cao su,



Cao



Metal, thủy



Bay hơi

Silicon



Thấp



Rất Cao



butyl)

Kim loại,

bông, sợi,



Neopren



Latex,

dung dịch



Bay hơi



Bền môi



cao



trường.



su(neopren),



Trung bình



gỗ, vật liệu

xây dựng.



2.3.4.2.4.



Chất kết dính lai tạo (hybrid)



Chất kết dính Hybrid được sản xuất bằng cách kết hợp nhựa nhiệt rắn, nhiệt

dẻo, cao su vào trong một công thức chất kết dính duy nhất. Hybrid được phát triển để

lợi dụng được những thuộc tính hữu ích nhất của mỗi thành phần. Thường là chịu nhiệt

độ cao, độ cứng cao kết hợp với tính linh hoạt, chất đàn hồi cứng hoặc nhựa nhiệt dẽo

để tăng độ bền tách bóc và khả năng hấp thụ năng lượng. Tuy nhiên sự kết hợp vội

vàng thường dẫn đến một chất kết dính mà không bao giờ tốt hơn ngay cả so với thành

48



phần yếu nhất của nó. Thường thuộc tính tốt chịu nhiệt cao của nhựa nền mất đi khi

thêm vào những phụ gia có tính dẻo.

Thành cơng đầu tiên là giảm độ giòn: ph át triển cơng thức chất kết dính bằng

cách trộn lẫn một nhựa có tính dẻo vào trong một nhựa khác. Giới hạn của những hệ

này là thành phần đàn hồi thường làm hạ thấp nhiệt độ thuỷ tinh hóa và giảm khả năng

chịu nhiệt, hóa chất.

Thành cơng gần đây là: hệ chất kết dính cao cấp được phát triển để cải thiện độ

bền xé và độ dẻo dai của nhựa nhiệt rắn mà không làm giảm bớt khả năng chịu nhiệt

độ cao. Những hệ này gồm có:

 Hybrid phản ứng, hai thành phần chất lỏng phản ứng với nhau hơn là

đơn thuần được trộn lẫn vảo nhau.

 Hybrid pha phân tán, ch

ất trung gian có tính dẻo sáp nhập lại thành

những hạt riêng biệt trong một nền nhựa.

Trong hệ Hybrid phản ứng, nhựa có tính dẻo sẽ phản ứng với nhựa nền để tạo

ra tính dẻo và độ bền mà khơng lảm giảm đáng kể các tính chất khác. Ví dụ điển hình

nhất của hệ này là chất kết dính từ Epoxy – Urethane. Phương pháp khác để tạo độ dẻo

dai là đưa một cấu trúc vi mô đặc biệt vào bên trong chất kết dính. Cấu trúc vi mơ này

gồm có một pha đàn hồi liên kết về mặt hóa học nhưng riêng biệt về mặt vật lý.Vinyl

và Carboxy terminated acrylonitrile butadien polymer (CTBN) có ểthđược phân tán

trong pha nhựa Epoxy hoặc nhựa acrylic.

Hệ chất kết dính Hybrid có độ bền tách bóc, xé,va đập cao mà khơng làm giảm

độ bền nhiệt hoặc khả năng chịu hố chất. Chúng cũng có một xu hướng liên kết tốt

những đế có tính dầu. Người ta cho rằng dầu trong đế được hấp thụ vào trong phân tử

và đóng vai trò như một chất dèo khác trong hệ chất kết dính.



49



2.3.5. Một số loại kết dính

2.3.5.1.



Chất kết dính đi từ Urethan



Hình 2.22: Cấu trúc Polyurethane

Cấu tạo: Hệ kết dính đi từ hệ PU tồn tại ở các dạng sau: 100% rắn hay dung

môi và hệ một hay hai thành phần. Những loại kết dính này có thể đóng rắn ở điều

kiện nhiệt độ thường hay ở nhiệt độ cao. Hệ kết dính PU có độ bền kéo và bền tách

bốc cao.

Hầu hết chất kết dính PU đều đi từ hệ isocyanat là Toluen Diisocyanat (TDI)

hay Methylen Diphenyl isocyanat (MDI). Xu hướng gần đây thì chất kết dính PU hầu

hết đều đi từ hệ isocyanat là MDI, do tính độc hại của hệ được tổng hợp từ TDI. Còn

isocyanat mạch thẳng có giá rất đắt nên ít được sử dụng phổ biến như MDI. Do nhóm

isocyanat là nhóm rất hoạt động nên nó có thể phản ứng với những nhóm OH tự do có

trong thành phần.

 Hệ PU một thành phần: có thể đóng rắn ở nhiệt độ phòng hay nhiệt độ cao. Hệ

một thành phần đều đi từ các Prepolymer.

Prepolymer:



50



Curing:



 Tính chất polyuretan

Khối lượng các chất ban đầu để thu nhận polyuretan lớn nên ta có thu nhận các

loại polyuretan có các tính chất khác nhau: có tính nhiệt dẻo, và có tính nhiệt rắn, tính

dẻo dai và tính giòn, mềm và cứng.

Trong dãy đồng đẳng PU mạch thẳng được phát hiện sự thay đổi thường xuyên

của nhiệt độ nóng chảy tuỳ thuộc vào số nhóm metyl CH 2 chẵn hay lẻ chứa trong

thành phần ban đầu.

Sự phụ thuộc nhiệt độ nóng chảy của PU phụ thuộc vào chiều dài mạch

 Ứng dụng chính:

a. Sàn nhà:

 Ưng dụng: dán những tấm hay tờ plastic.

 Kết dính: bê tơng, tờ olefin, cao su.

 Sản phẩm: không thông dụng ở dạng SBU.

 Lưu ý: loại có %NCO thấp, loại dung mơi tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng.



51



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Bảng 2.10: Độ co rút của 1 số chất kết dính

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×