접착제

Adhesive
"글루"는 여기로 리디렉션됩니다.기타 용도는 접착제(동음이의)를 참조하십시오.
밴드에 대해서는 접착제(밴드)를 참조합니다.
튜브에서 분사된 니트로셀룰로오스 접착제

접착제는 접착제, 시멘트, 뮤실리지 또는 페이스트라고도 하며,[1] 서로 결합하고 분리에 저항하는 두 개의 개별 물품의 일면 또는 양면에 도포되는 모든 비금속 물질입니다.[2]

접착제를 사용하면 봉제, 기계적 체결 또는 용접과 같은 다른 결합 기술보다 특정한 이점을 얻을 수 있습니다.여기에는 다양한 재료를 결합할 수 있는 기능, 접합부에 걸쳐 응력을 보다 효율적으로 분배할 수 있는 기능, 쉽게 기계화되는 공정의 비용 효율성, 설계의 유연성 향상 등이 포함됩니다.접착제 사용의 단점으로는 고온에서의 안정성 저하, 접합 표면적이 작은 큰 물체를 접합할 때 상대적으로 취약함, 테스트 중 물체를 분리하기가 더 어려운 점 등이 있습니다.[3]접착제는 일반적으로 접착 방식에 따라 반응성 또는 비반응성으로 구성되며, 접착제가 경화하기 위해 화학적으로 반응하는지 여부를 지칭하는 용어입니다.또는 시작 물리적 단계 또는 원료가 천연 또는 합성 기원인지 여부로 구성할 수 있습니다.

접착제는 자연적으로 발견되거나 합성적으로 생산될 수 있습니다.접착제와 같은 물질을 사용한 최초의 인류는 약 200,000년 전에 네안데르탈인이 석기를 나무 손잡이에 묶기 위해 자작나무 껍질을 건식 증류하여 타르를 생산했습니다.[4][5]문헌에서 접착제에 대한 최초의 언급은 대략 기원전 2000년에 나타났습니다.그리스인들과 로마인들은 접착제 개발에 큰 공헌을 했습니다.유럽에서, 접착제는 AD 1500년에서 1700년까지 널리 사용되지 않았습니다.그 이후부터 1900년대까지 접착제 사용과 발견의 증가는 비교적 점진적이었습니다.20세기에 들어서야 합성접착제의 개발이 급속히 가속화되고, 이 분야의 혁신은 현재까지 이어지고 있습니다.

역사

액체동물풀

접착제를 사용한 것으로 알려진 최초의 증거는 이탈리아 중부에서 자작나무 껍질 타르로 부분적으로 덮인 두 개의 돌조각과 플라이스토세 중기 (약 20만년 전)의 세 번째 발견된 돌조각이 발견되었을 때 발견되었습니다.이것은 사람이 타르의 날이 있는 돌을 사용한 가장 오래된 것으로 생각됩니다.[4]

자작나무 껍질 타르 접착제는 단순한 1성분 접착제입니다.2019년의 한 연구는 자작나무 타르 생산이 매우 간단한 과정일 수 있다는 것을 보여주었습니다. 단지 야외 환경에서 부드러운 수직 표면 근처에서 자작나무 껍질을 태우는 것을 포함합니다.[6]식물성 접착제는 충분히 끈적임에도 불구하고 부서지기 쉽고 환경 조건에 취약합니다.화합물 접착제의 첫 사용은 남아프리카의 시부두에서 발견되었습니다.이곳에서는 한때 도끼자루에 꽂혔던 7만 년 된 돌조각이 식물껌과 붉은 황토(천연산화철)로 이뤄진 접착제로 뒤덮인 채 발견됐는데, 이는 식물껌에 황토를 첨가하면 더욱 강력한 제품이 생성되고 습윤 상태에서 껌이 분해되지 않도록 보호하기 때문입니다.[7]더 강한 접착제를 생산할 수 있는 능력은 중기 석기 시대 인류가 돌 조각을 막대기에 더 큰 변화로 부착할 수 있게 했고, 이것은 새로운 도구의 개발로 이어졌습니다.[8]

선사시대 인류가 접착제를 사용한 최근의 사례는 고대 부족의 매장지에서 발견되었습니다.이 유적지를 조사하던 고고학자들은 약 6,000년 전에 부족 사람들이 나무 송진으로 수리된 깨진 점토 항아리에서 발견된 음식과 함께 죽은 사람들을 함께 묻었다는 것을 발견했습니다.[9]고고학자들에 의한 또 다른 조사는 약 기원전 4000년의 바빌론 신전에 상아 눈알을 고정시키기 위해 유연한 시멘트를 사용한 사실을 밝혀냈습니다.[10]

피치를 접착제로 사용한 외찌 도끼의 재구성

2000년, 한 논문은 오스트리아-이탈리아 국경 근처의 빙하에 보존되어 있던 "틸로레아 아이스맨" 또는 "외찌"라는 별명을 가진 5,200세의 남성의 발견을 공개했습니다.그와 함께 발견된 몇 점의 유품은 부싯돌 화살촉이 달린 두 개의 화살과 각각 돌이나 금속 부분을 나무 축에 연결하는 데 사용된 유기 접착제의 증거가 있는 구리 도끼를 포함합니다.이 접착제는 생산 과정에서 타르를 가열해야 하는 피치(pitch)로 분석됐습니다.이 타르의 회수는 열분해라고 알려진 과정에서 열에 의한 자작나무 껍질의 변형을 요구합니다.[11]

문헌에서 접착제에 대한 최초의 언급은 대략 기원전 2000년에 나타났습니다.접착제 사용에 대한 더 많은 역사적 기록은 기원전 1500년에서 1000년 사이의 기간에서 발견됩니다.이 시기의 유물로는 투탕카멘 왕의 무덤에 있는 나무 접착 작업을 묘사한 그림과 나무와 접착제로 만든 관이 있습니다.[9]다른 고대 이집트 유물들은 동물 접착제를 접착제나 라미네이션으로 사용합니다.활과 가구를 위한 이러한 나무 적층은 그들의 수명을 연장시켰을 것으로 생각되며, 카제인(우유 단백질) 성분의 접착제를 사용하여 이루어졌습니다.고대 이집트인들은 또한 옷에 파피루스를 결합하기 위한 녹말로 만든 페이스트와 하소된 석고로 만든 파리와 같은 물질의 석고를 개발했습니다.[12]

밀랍

서기 1년부터 500년까지 그리스인들과 로마인들은 접착제 개발에 큰 기여를 했습니다.목재의 베니어처와 시장이 발달하였고, 동물성 접착제와 생선용 접착제의 정제, 그리고 기타 재료들이 사용되었습니다.달걀로 만든 페이스트는 금박을 붙이기 위해 사용되었고, 피, 뼈, 가죽, 우유, 치즈, 야채, 곡물 등 다양한 천연 재료를 사용했습니다.[9]그리스인들은 소석회를 모르타르로 사용하기 시작했고 로마인들은 화산재와 모래를 섞어 모르타르를 개발했습니다.포졸란 시멘트로 알려진 이 물질은 로마 콜로세움과 판테온의 건설에 사용되었습니다.[12]로마인들은 또한 타르와 밀랍을 그들의 배와 배의 나무 널빤지 사이에서 코르크와 실란트로 사용한 것으로 알려진 최초의 사람들이었습니다.[9]

중앙아시아에서, 대략 AD 1000년에 몽골인들의 부상은 부분적으로 칭기즈칸의 무리들의 활의 범위와 힘에 기인합니다.이 활들은 대나무 심으로 만들어졌으며, 배에는 뿔이 달려 있고, 등에는 동물 접착제로 결박되어 있습니다.[13]

케이스인 접착제 준비

유럽에서, 접착제는 AD 1500년에서 1700년까지 사용되지 않았습니다.[14]이 시기에, 토마스 치펜데일과 던컨 파이프와 같은 세계적으로 유명한 캐비닛과 가구 제작자들은 그들의 제품을 함께 잡기 위해 접착제를 사용하기 시작했습니다.[9]1690년, 최초의 상업용 접착제 공장이 네덜란드에 세워졌습니다.이 식물은 동물의 가죽에서 풀을 만들어 냈습니다.[15]1750년, 물고기 접착제에 대한 최초의 영국 접착제 특허가 나왔습니다.다음 세기의 수십 년 동안 독일과 스위스 공장에서 케이스인 글루가 제조되는 것을 목격했습니다.[9]1876년, 최초의 미국 특허(번호 183,024)가 로스 형제에게 카제인 접착제 생산을 위한 것으로 발표되었습니다.[9][16]

최초의 미국 우표는 1847년에 발행되었을 때 녹말 성분의 접착제를 사용했습니다.덱스트린(전분 유도체) 접착제에 관한 최초의 미국 특허(번호 61,991)는 1867년에 발표되었습니다.[9]

천연 고무는 1830년부터 접착제의 소재로 처음 사용되었는데,[17] 이는 현대 접착제의 출발점이 되었습니다.[18]1862년, 고무와 더 강한 결합을 얻기 위해 황동으로 금속을 도금하는 것에 대한 영국 특허(번호 3288)가 발표되었습니다.[15]자동차의 발전과 고무 충격 마운트의 필요성은 고무와 금속의 더 강하고 내구성 있는 결합을 요구했습니다.이것은 강한 산으로 처리된 고리화 고무의 개발을 촉진시켰습니다.1927년까지 이 공정은 금속과 고무 결합을 위한 용매 기반 열가소성 고무 시멘트를 생산하는 데 사용되었습니다.[19]

천연 고무 기반 점착제는 1845년 Henry Day(미국 특허 3,965)에 의해 처음으로 사용되었습니다.[19]나중에 이런 종류의 접착제는 천으로 된 수술용 테이프와 전기 테이프에 사용되었습니다.1925년에는 압력에 민감한 테이프 산업이 생겨났습니다.[3]오늘날 점착제(PSA)로는 점착제, 스카치 테이프 등이 있습니다.[20]

합성 플라스틱 개발의 중요한 단계는 1910년에 Bakelite phenolic으로 알려진 열경화성 플라스틱의 도입이었습니다.[21]2년 안에 페놀 수지를 코팅 바니쉬로 합판에 적용했습니다.1930년대 초반에 페놀은 접착성 수지로서 중요성을 얻었습니다.[22]

1920년대, 1930년대, 1940년대에는 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전으로 인해 새로운 플라스틱과 수지의 개발과 생산에 큰 발전이 있었습니다.이러한 발전은 다양한 특성을 나타내는 새로 개발된 재료를 사용할 수 있게 함으로써 접착제 개발을 크게 향상시켰습니다.변화하는 요구와 끊임없이 진화하는 기술로 인해 새로운 합성 접착제의 개발은 현재까지 계속되고 있습니다.[21]그러나, 낮은 비용 때문에, 천연 접착제는 여전히 더 일반적으로 사용됩니다.[23]

종류들

참고 항목:접착제 목록

접착제는 일반적으로 접착 방식에 의해 구성됩니다.그 다음 이것들은 반응성 접착제와 비반응성 접착제로 분류되는데, 이것은 접착제가 경화하기 위해 화학적으로 반응하는지 여부를 나타냅니다.또는 원자재가 자연적인지 합성적인지 또는 시작 물리적 단계에 따라 구성할 수도 있습니다.[24]

반응성별

무반응

건조

건조에 의해 경화되는 접착제는 용매계 접착제와 고분자 분산 접착제, 에멀젼 접착제가 있습니다.용매 기반 접착제는 용매에 용해된 성분(일반적으로 폴리머)의 혼합물입니다.흰색 접착제, 접촉 접착제 및 고무 시멘트는 건조 접착제 제품군에 속합니다.용매가 증발하면서 접착제가 굳어집니다.접착제의 화학적 조성에 따라 그들은 더 크거나 더 적은 정도로 서로 다른 물질을 접착하게 됩니다.

폴리머 분산 접착제는 종종 폴리비닐아세테이트(PVAc)를 기반으로 한 유백색 분산액입니다.그것들은 목공업과 포장업에서 광범위하게 사용됩니다.또한 직물 및 직물 기반 구성품과 라우드스피커 콘과 같은 엔지니어링 제품에 사용됩니다.

압력에 민감한
주요 기사 : 감압 접착제

감압 접착제(PSA)는 접착제와 접착제를 결합시키기 위해 가벼운 압력을 가함으로써 접착제를 형성합니다.흐름과 흐름에 대한 저항 사이에서 균형을 이루도록 설계되었습니다.접착제는 접착제가 피착자에게 흐를 수 있을 정도로 충분히 부드러우므로(즉, "습식") 결합이 형성됩니다.접착제가 접착제에 응력을 가하면 흐름에 저항할 수 있을 정도로 단단하기 때문에 접착제는 강도를 가집니다.접착제와 접착제가 근접하면 반데르발스 힘과 같은 분자 상호작용이 결합에 관여하여 최종 강도에 크게 기여합니다.

PSA는 영구적이거나 분리 가능한 용도로 설계되었습니다.영구적인 응용의 예로는 전력 장비용 안전 라벨, HVAC 덕트 작업용 호일 테이프, 자동차 실내 트림 어셈블리, 음향/진동 감쇠 필름 등이 있습니다.일부 고성능 영구 PSA는 높은 접착력 값을 나타내며 높은 온도에서도 접촉 면적 제곱 센티미터 당 킬로그램의 무게를 지원할 수 있습니다.영구 PSA는 처음에는 (예를 들어 라벨이 잘못 부착된 제품을 회수하기 위해) 분리할 수 있으며 몇 시간 또는 며칠 후에 영구 본드에 부착될 수 있습니다.

착탈식 접착제는 임시 결합을 형성하도록 설계되었으며, 이상적으로 접착제에 잔여물을 남기지 않고 수개월 또는 수년 후에 제거할 수 있습니다.착탈식 접착제는 표면 보호 필름, 마스킹 테이프, 북마크 및 메모지, 바코드 라벨, 가격 표시 라벨, 홍보 그래픽 자료 및 피부 접촉(상처 관리 드레싱, EKG 전극, 운동용 테이프, 진통제 및 경피 약물 패치 등)과 같은 용도에 사용됩니다.일부 착탈식 접착제는 고착과 고착을 반복하도록 설계되어 있습니다.[25]그들은 접착력이 낮아서, 일반적으로 많은 무게를 지탱할 수 없습니다.Post-it 노트에는 감압 접착제가 사용됩니다.

감압 접착제는 액체 캐리어 또는 100% 고체 형태로 제조됩니다.접착제를 코팅하고 용매 또는 물 운반체를 건조시켜 액체 PSA로 물품을 만듭니다.이들은 가교 반응을 개시하고 분자량을 증가시키기 위해 추가로 가열될 수 있습니다.100% 고체 PSA는 코팅된 후 방사선과 반응하여 분자량을 증가시키고 접착제를 형성하는 저점도 고분자일 수도 있고, 코팅이 가능할 정도로 점도가 감소되도록 가열된 후 최종 형태로 냉각되는 고점도 물질일 수도 있습니다.PSA의 주요 원료는 아크릴레이트계 중합체입니다.

연락
참고 항목:접촉 접착제

접촉 접착제는 나무 카운터에 포미카를 접착하는 것과 같이 라미네이트와 같이 전단 저항성이 높은 강한 접착제에 사용되며, 신발류에서는 겉창을 갑피에 부착하는 것과 같이 사용됩니다.천연 고무와 폴리클로로프렌(네오프렌)은 일반적으로 접촉 접착제로 사용됩니다.이 두 엘라스토머는 모두 변형 결정화 과정을 거칩니다.

접촉 접착제를 두 표면에 모두 도포하고 건조 시간을 두고 두 표면을 함께 밀어야 합니다.일부 접촉 접착제는 표면을 함께 고정하기 전에 건조하는 데 최대 24시간이 소요됩니다.[26]일단 표면들이 서로 밀어지면, 결합은 매우 빠르게 형성됩니다.[27]일반적으로 장시간 압력을 가할 필요가 없기 때문에 클램프의 필요성이 적습니다.

더워요
글루건, 핫 접착제의 예
주요 기사:핫멜트 접착제

핫 멜트 접착제라고도 하는 핫 접착제는 용융된 형태(65~180°C 범위)로 적용되는 열가소성 플라스틱으로 냉각 상에서 응고되어 다양한 재료 간에 강한 결합을 형성합니다.에틸렌-초산비닐계 핫멜트는 사용의 편리성과 함께 사용할 수 있는 일반적인 재료의 범위가 넓기 때문에 공예품에 특히 인기가 있습니다.글루건(오른쪽 그림)은 핫 접착제를 적용하는 방법 중 하나입니다.글루건은 고체 접착제를 녹인 다음 액체가 통을 통해 물질 위로 통과하게 하고, 거기서 고체가 됩니다.

열가소성 접착제는 프록터 앤 갬블이 1940년경에 그 당시 포장에 일반적으로 사용되었던 수성 접착제가 습한 기후에서 실패하여 포장이 열리게 되는 문제에 대한 해결책으로 발명했을 수도 있습니다.그러나 수성 접착제는 일반적으로 휘발성 용매를 포함하지 않기 때문에 여전히 강력한 관심 대상입니다.[28]

반응성

혐기성

혐기성 접착제는 금속과 접촉할 때 산소가 없을 때 치료합니다.[29]나사산 잠금 유체로 사용할 때처럼 밀착된 공간에서 잘 작동합니다.

다부

다성분 접착제는 화학적으로 반응하는 두 가지 이상의 성분을 혼합하여 경화시킵니다.이 반응은 폴리머가 아크릴레이트, 우레탄, 에폭시로 교차결합하게[30] 합니다. (열경화성 폴리머 참조).

산업에서 사용되는 여러 가지 상업적 조합의 다성분 접착제가 있습니다.다음과 같은 조합이 있습니다.

  • 폴리에스터 수지 & 폴리우레탄 수지
  • 폴리올 & 폴리우레탄 수지
  • 아크릴계 중합체 및 폴리우레탄 수지

다성분 접착제의 개별 구성요소는 본질적으로 접착제가 아닙니다.각 성분은 혼합된 후 서로 반응하여 경화 시에만 완전한 접착력을 보여줍니다.다성분 수지는 용매 기반 또는 용매가 없는 수지일 수 있습니다.접착제에 포함된 용매는 폴리에스테르 또는 폴리우레탄 수지의 매질입니다.용매는 경화 과정에서 건조됩니다.

예혼합 및 동결 접착제

PMF(Pre-Mixed and Frozen Adhesive)는 혼합, 탈기, 포장 및 냉동 접착제입니다.[31]PMF를 사용하기 전에 냉동 상태로 유지해야 하므로 -80 °C에서 냉동된 경우 드라이아이스와 함께 배송되며 -40 °C 이하에서 보관해야 합니다.[32]PMF 접착제는 최종 사용자의 혼합 실수를 제거하고 자극제나 독소를 포함할 수 있는 경화제의 노출을 줄입니다.[33]PMF는 1960년대에 상업적으로 도입되었고 항공우주와 국방에 일반적으로 사용됩니다.[34]

원파트

원-파트 접착제는 방사선, 열, 수분 등과 같은 외부 에너지원과의 화학 반응을 통해 경화됩니다.

날짜 확대 렌즈가 달린 시계("사이클롭스").사이클롭스는 시계 크리스탈 상단에 투명 UV 광 경화 접착제가 부착되어 있습니다.

광 경화 재료(light curing material, LCM)라고도 불리는 자외선(UV) 광 경화 접착제는 빠른 경화 시간과 강한 결합 강도로 인해 제조 분야에서 인기를 얻고 있습니다.가벼운 경화 접착제는 1초 이내에 경화될 수 있으며 많은 제형이 이종 기판(소재)을 접착하고 가혹한 온도를 견딜 수 있습니다.이러한 특성은 전자, 통신, 의료, 항공우주, 유리 및 광학과 같은 많은 산업 시장에서 UV 경화 접착제를 제조하는 데 필수적인 요소입니다.자외선 경화 접착제는 기존 접착제와 달리 소재를 접착할 뿐만 아니라 제품을 밀봉하고 코팅하는 데 사용할 수 있습니다.일반적으로 아크릴 소재입니다.

열경화성 접착제는 두 가지 이상의 구성요소를 사전에 혼합한 것으로 구성됩니다.열이 가해지면 구성 요소가 반응하여 교차 연결됩니다.이런 종류의 접착제는 열폭시, 요오드, 폴리이미드를 포함합니다.

수분 경화 접착제는 기판 표면 또는 공기 중에 존재하는 수분과 반응할 때 경화됩니다.이런 종류의 접착제는 시아노아크릴레이트와 요산을 포함합니다.

참고 항목:폴리우레탄 용도 § 접착제 목록

원산지별

자연의

천연 접착제는 식물성 전분(덱스트린), 천연 수지 또는 동물(예: 우유 단백질 카제인[35] 및 숨김 기반 동물 접착제)과 같은 유기 공급원으로부터 제조됩니다.이것들은 종종 생체접착제라고 불립니다.

한가지 예로 밀가루를 물에 조리해서 만든 간단한 페이스트를 들 수 있습니다.전분계 접착제는 골판지 및 종이 자루 제조, 종이 튜브 권취 및 벽지 접착제에 사용됩니다.카제인 접착제는 주로 유리병 라벨 접착에 사용됩니다.동물용 접착제는 전통적으로 제본, 나무 접합, 그리고 많은 다른 분야에서 사용되어 왔지만, 현재는 현악기의 생산과 수리와 같은 전문적인 용도를 제외하고는 대부분 합성 접착제로 대체되고 있습니다.혈액의 단백질 성분으로 만들어진 알부멘은 합판 산업에서 사용되어 왔습니다.목재 하드보드인 메이슨라이트는 원래 유기 폴리머인 천연 목재 리그닌을 사용하여 접합되었지만 MDF와 같은 대부분의 현대 입자 보드는 합성 열경화성 수지를 사용합니다.

합성한

합성 접착제는 유기 화합물로 만들어집니다.많은 것들이 엘라스토머, 열가소성 플라스틱, 에멀젼, 그리고 열경화성 세트를 기반으로 합니다.열경화성 접착제의 예는 에폭시, 폴리우레탄, 시아노아크릴레이트 및 아크릴 폴리머입니다.최초로 상업적으로 생산된 합성 접착제는 1920년대의 Karlsons Klister였습니다.[36]

어플

다양한 접착제의 어플리케이터는 사용 중인 접착제와 접착제를 도포할 영역의 크기에 따라 설계됩니다.접착제는 접착되는 재료 중 하나 또는 둘 다에 도포됩니다.조각이 정렬되고 압력이 추가되어 접착력을 돕고 기포의 결합을 제거합니다.

접착제를 도포하는 일반적인 방법으로는 브러시, 롤러, 필름 또는 펠릿 사용, 스프레이 건 및 어플리케이터 건(예: 코크 건)이 있습니다.이 모든 것들은 기계의 일부로 수동 또는 자동화되어 사용될 수 있습니다.

부착기전

주요 기사:접착력

접착제가 효과적이기 위해서는 세 가지 주요 특성이 있어야 합니다.첫째, 모재를 적실 수 있어야 합니다.습윤은 액체가 고체 표면과의 접촉을 유지하는 능력입니다.또한 도포 후 강도가 높아져야 하며, 마지막으로 접착되는 두 표면/기판 사이에 하중을 전달할 수 있어야 합니다.[37]

접착제, 접착제와 기판 사이의 접착은 접착제가 기판의 작은 구멍으로 작용하는 기계적 수단 또는 여러 화학적 메커니즘 중 하나에 의해 발생할 수 있습니다.접착력의 강도는 접착력이 발생하는 수단을 포함한 여러 요인에 따라 달라집니다.

접착제와 기질 사이에 실제 화학적 결합이 일어나는 경우도 있습니다.다른 것들에서는 정전기처럼 정전기가 물질들을 서로 붙입니다.세 번째 메커니즘은 분자 사이에서 발달하는 반데르발스 힘을 포함합니다.네 번째 수단은 접착제를 기판에 수분을 이용하여 확산시킨 후 경화시키는 것입니다.

접착력 향상 방법

접착제 접합의 품질은 접착제가 기판 영역을 효율적으로 덮는(습윤) 능력에 크게 좌우됩니다.이것은 기판의 표면 에너지가 접착제의 표면 에너지보다 클 때 발생합니다.그러나 고강도 접착제는 표면 에너지가 높습니다.따라서, 그들은 저표면 에너지 폴리머 또는 다른 물질과 잘 결합하지 못합니다.이러한 문제점을 해결하기 위해, 접착제 접합 전 준비 단계로서 표면 에너지를 증가시키기 위해 표면 처리를 사용할 수 있습니다.중요한 것은 표면 준비를 통해 일관된 접합 결과를 얻을 수 있는 재현 가능한 표면을 제공한다는 것입니다.일반적으로 사용되는 표면 활성화 기술에는 플라즈마 활성화, 화염 처리 및 습식 화학 프라이밍이 포함됩니다.[38]

실패.

접착 조인트의 고장은 다른 위치에서 발생할 수 있습니다.

접착된 표면 두 개의 고장의 원인이 될 수 있는 몇 가지 요인이 있습니다.햇빛과 열은 접착제를 약화시킬 수 있습니다.용제는 접착제를 변질시키거나 용해시킬 수 있습니다.또한 물리적 스트레스는 표면의 분리를 유발할 수 있습니다.하중을 받는 경우 접착 조인트의 다른 위치에서 디본딩이 발생할 수 있습니다.주요 골절 유형은 다음과 같습니다.

응집골절

접착제를 구성하는 벌크 폴리머에 균열이 발생하면 응집파괴가 발생합니다.이 경우 디본딩 후 양쪽 접착제의 표면은 파단된 접착제로 덮입니다.균열은 층 중앙이나 계면 부근에서 전파될 수 있습니다.이 마지막 경우, 응집 골절은 "접합면 근처에 응집력"이 있다고 할 수 있습니다.

접착파절

접착제 파단(interface fracture)은 접착제와 피접착제 사이에 디본딩(debonding)이 발생하는 것입니다.대부분의 경우, 주어진 접착제에 대한 접착제 파괴의 발생은 더 작은 파괴 인성을 수반합니다.

기타 골절 유형

골절의 다른 유형은 다음과 같습니다.

  • 혼합형은 균열이 응집력 있는 형태로 일부 지점에서 전파되고 다른 지점에서는 계면적인 방식으로 전파될 경우 발생합니다.혼합 파단면은 접착제 및 접착력이 있는 부위의 일정 비율로 특징지어질 수 있습니다.
  • 균열이 한 인터페이스에서 다른 인터페이스로 점프할 때 발생하는 교대 균열 경로 유형.이러한 유형의 파단은 접착제 층에 인장 프리스트레스가 존재하는 경우에 나타납니다.
  • 접착제가 접착제보다 단단할 경우에도 접착제가 손상될 수 있습니다.이 경우 접착제는 그대로 유지되며 한 기판과 다른 기판의 잔재에 여전히 접착됩니다.예를 들어, 가격 라벨을 제거할 때 접착제는 일반적으로 라벨과 표면에 남아있습니다.이것은 응집력 있는 실패입니다.그러나 종이 층이 표면에 붙어 있으면 접착제가 고장나지 않습니다.또 다른 예는 어떤 사람이 오레오 쿠키를 떼어내려고 할 때, 모든 속이 한쪽에 남아있을 때인데, 이것은 접착력이 있는 결함이라기 보다는 접착력이 있는 결함입니다.

접착 조인트의 설계

고장모드

일반적인 설계 규칙으로서, 물체의 재료 특성은 물체가 사용되는 동안 예상되는 힘(즉, 기하학, 하중 등)보다 커야 합니다.엔지니어링 작업은 그 기능을 평가할 수 있는 좋은 모델을 갖추는 것으로 구성될 것입니다.대부분의 접착 조인트의 경우 파단 메커니즘을 사용하여 이를 달성할 수 있습니다.응력 집중 인자 및 변형률 에너지 방출률과 같은 개념은 고장을 예측하는 데 사용될 수 있습니다.그러한 모델에서는, 접착제 층 자체의 거동은 무시되고, 접착제만을 고려합니다.

고장은 조인트의 개방 모드에 따라서도 크게 달라집니다.

  • 모드 I은 하중이 균열에 대해 정상인 개방 또는 인장 모드입니다.
  • 모드 II는 균열 표면이 균열의 선두 에지에 수직인 방향으로 서로 미끄러지는 슬라이딩 또는 면내 전단 모드입니다.이 모드는 일반적으로 접착제가 파괴에 가장 높은 저항력을 보이는 모드입니다.
  • 모드 III는 찢김 또는 안티플레인 전단 모드입니다.

일반적으로 하중이 고정되어 있으므로, 가능한 경우 재료 선택 절차와 형상 수정을 조합하여 설계할 수 있습니다.접착제 접합 구조에서 전역 형상과 하중은 구조적 고려에 의해 고정되며 설계 절차는 접착제의 재료 특성과 형상의 국부적인 변화에 초점을 맞춥니다.

조인트 저항을 증가시키는 것은 일반적으로 다음과 같은 기하학적 구조를 설계함으로써 얻어집니다.

  • 접합 구역이 큽니다.
  • 주로 모드 II에서 로드됩니다.
  • 안정적인 균열 전파는 국부적인 고장의 출현을 뒤따를 것입니다.

유통기한

일부 접착제와 접착제는 유통기한이 한정되어 있습니다.유통기한은 여러 요인에 따라 달라지는데, 그 중에서도 가장 중요한 것은 온도입니다.접착제는 고온에서 효과가 떨어질 뿐만 아니라 점점 더 [39]뻣뻣해질 수 있습니다.유통기한에 영향을 미치는 다른 요소로는 산소나 수증기에 노출되는 것이 있습니다.

참고 항목

  • 접착 표면 힘 – 분자 특성 페이지(Molecular property Pages)에에 대한 표시
  • 충격접착제
  • 접착 테이프 – 접착제로 뒷받침된 재료의 스트립
  • Blu-Tack – 압력에 민감한 접착 퍼티방향 에 대한 하는 페이지
  • 글루 스니핑 – 화학 물질(종종 가정용)을 흡입하여 중독을 유발합니다. 에 대한 하는 페이지
  • 글루 스틱 – 트위스트 또는 푸시업 튜브의 고체 접착제
  • 점막 – 거의 모든 식물과 일부 미생물에 의해 생성되는 두껍고 끈적거리는 물질
  • 실란트 – 개구부를 통해 유체가 통과하는 것을 차단하는 데 사용되는 물질
  • 목재 접착제 – 목재와 목질 재료를 접착하기 위해 천연 또는 합성 원료로 만든 접착제

참고문헌

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서지학

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