لاصق الغراء

الغراء هو مادة لاصقة تساعد على ربط المواد ببعضها البعض. ويمكن العثور عليه بشكل طبيعي أو إنتاجه صناعيا. استخدم البشر الغراء منذ آلاف السنين، بدءًا من إنسان نياندرتال الذي استخدم قطران البتولا لربط الأدوات بالمقابض الخشبية.

تتميز المواد اللاصقة المذوبة بالحرارة بأنها متعددة الاستخدامات وسريعة الجفاف ومتينة. يمكنهم أيضًا إنشاء أختام مقاومة للعبث وغالبًا ما تكون ميسورة التكلفة.

رابطة كيميائية

يتم استخدام المواد اللاصقة والمواد اللاصقة في مجموعة واسعة من التطبيقات. يتم تطبيقها عادةً على سطحين يجب ربطهما معًا ويعتمدان على مجموعة من القوى لتثبيتهما في مكانهما. وتشمل هذه القوى التماسك والالتصاق. لإنشاء رابطة قوية، من المهم أن نفهم كيفية عمل هذه القوى. هناك ثلاثة أنواع مختلفة من الروابط التي يمكن أن تشكلها المواد اللاصقة: الروابط الميكانيكية والكيميائية وروابط فان دير فال. كل نوع من السندات له خصائصه وخصائصه الخاصة التي تجعله أكثر أو أقل ملاءمة لتطبيق معين.

بشكل عام، أقوى أنواع المواد اللاصقة وأكثرها متانة هو المادة اللاصقة الكيميائية. وذلك لأنه يغير التركيب الكيميائي للسطح الذي يرتبط به، ويدمجهما معًا. يستخدم هذا النوع من الغراء عادة في صناعة البناء ومن قبل المتخصصين. ومع ذلك، قد يكون من الصعب استخدامه في بعض المواقف لأنه يتطلب سطحًا محددًا للارتباط به. إذا كان السطح خشنًا جدًا، فسيمنع المادة اللاصقة من الالتصاق به. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للملوثات الموجودة على السطح أن تقاوم ترطيب المادة اللاصقة بواسطة الركيزة. من أجل تقليل هذه المشاكل، يُنصح بمعالجة السطح مسبقًا قبل وضع المادة اللاصقة.

تعتبر المواد اللاصقة الكيميائية أيضًا الأكثر تنوعًا، حيث يمكن استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات. وتشمل هذه الربط الصناعي والطلاء السطحي والمواد اللاصقة الهيكلية. ويمكن استخدامها أيضًا لربط المواد المتباينة واستخدامها في التطبيقات المركبة. العديد من المواد اللاصقة الحديثة عبارة عن مشتقات بتروكيماوية تعتمد على الكربون وتستخدم لربط مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك المعادن.

تتكون المواد اللاصقة من عوامل ربط ومواد مضافة ومذيبات. عوامل الربط هي مواد صلبة يجب إذابتها في المذيبات لتصبح قابلة للإدارة. هذه المذيبات هي عادة الأسيتون، وروح نقطة الغليان، وخلات الميثيل، وكيتون إيثيل الميثيل (MEK). كما أن هناك بعض المواد اللاصقة التي لا تحتاج إلى أي مذيبات وتسمى “الخالية من المذيبات”. يمكن أن تكون المواد اللاصقة التي تحتوي على مذيبات خطيرة في الاستخدام ويجب إبقاؤها بعيدًا عن متناول الأطفال ومصادر الاشتعال. عند استخدامها، يُنصح بارتداء نظارات السلامة واتباع التعليمات الموجودة على الملصق بعناية.

الربط الميكانيكي

تعتبر المواد اللاصقة مفيدة جدًا لربط الأسطح المختلفة معًا. يتم استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من الإصلاحات المنزلية البسيطة وحتى الإنشاءات الصناعية المعقدة. ومع ذلك، فإن العمليات الأساسية وراء المواد اللاصقة الغراء قد تبدو معقدة وغامضة. وذلك لأن المواد اللاصقة هي في الواقع مزيج معقد من التغيرات الكيميائية التي تحدث على المستوى المجهري. تعتمد قوة ومتانة الروابط الغراء على الأنواع الثلاثة الرئيسية للترابط - الالتصاق والتماسك والتشابك الميكانيكي.

يتم تصنيع المواد اللاصقة عادة باستخدام البوليمرات، وهي عبارة عن سلاسل جزيئية كبيرة ترتبط بسهولة بالمواد الأخرى وتخلق روابط قوية. العديد من المواد اللاصقة الشائعة مصنوعة من الماء، مما يساعد على منع المادة اللاصقة من التصلب على الفور. وهذا يسمح للغراء بالنقع في مسام كل من الركيزة والسطح الذي يتم تطبيقه عليه. ثم تشكل المادة اللاصقة رابطة مع سطح كل ركيزة، وهو ما يسمى الرابطة المتشابكة. بالإضافة إلى التعشيق الميكانيكي، يمكن للمواد اللاصقة أيضًا توفير المرونة وتخفيف الاهتزازات.

يمكن أن يؤثر عدد من العوامل على جودة الرابطة اللاصقة، بما في ذلك درجة الحرارة والرطوبة والتركيب الكيميائي. يمكن أن تؤثر هذه الظروف البيئية على التفاعلات الجزيئية بين المادة اللاصقة والركيزة، مما قد يؤدي إلى تأثير سلبي على الرابطة. علاوة على ذلك، يمكن أيضًا أن تتأثر لزوجة المادة اللاصقة بهذه العوامل. وبالتالي، يجب أن تأخذ عملية التصنيع هذه العوامل في الاعتبار عند اختيار المادة اللاصقة.

أحد أكثر أنواع المواد اللاصقة شيوعًا هو الغراء الساخن، والذي يعتمد على ذوبان وتبريد البوليمرات لتكوين روابط. وهو متوفر في نقاط انصهار منخفضة وعالية ويمكن استخدامه لربط مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك المواد المسامية وغير المسامية. إنه سهل الاستخدام، ولكنه يتطلب معالجة دقيقة. من المهم اتباع الإجراءات الصحيحة قبل تطبيق الغراء الساخن، ويجب استخدامه فقط من قبل الأشخاص الذين تلقوا تدريبًا رسميًا.

يمكن تصنيع المواد اللاصقة باستخدام المواد الكيميائية أو المنتجات الطبيعية مثل اللثة والبروتينات الحيوانية. بشكل عام، الرابطة الكيميائية أقوى من الرابطة الميكانيكية ويمكن أن تكون أكثر متانة من المثبتات المعدنية. ومع ذلك، يمكن أن تكون عرضة للتشوه الحراري والإجهاد، لذلك من الضروري اختيار مادة لاصقة مناسبة لكل تطبيق.

رابطة فان دير فالس

المواد اللاصقة التي نستخدمها للصق المواد معًا تأتي في أشكال متنوعة. ولكن على الرغم من الاختلافات العديدة بينها، فإنها تعتمد جميعها على عمليات جزيئية معينة لربط المواد على مستوى السطح. إن الالتصاق الذي تنتجه قوي ومتين ومقاوم للمواد الكيميائية والحرارة. ولكن كيف يفعلون ذلك؟ دعونا نلقي نظرة فاحصة على الأنواع المختلفة لآليات ربط الغراء.

النوع الأول والأكثر أساسية من الترابط الغراء يتضمن قوى فان دير فالس. يتم إنتاج هذه القوى بواسطة ثنائيات أقطاب مؤقتة تنشأ في السحب الإلكترونية للجزيئات. تتسبب هذه القوى في جذب الجزيئات اللاصقة لبعضها البعض، مما يشكل رابطة ضعيفة بينها. هذه القوى هي المسؤولة عن غالبية خصائص الالتصاق في معظم المواد اللاصقة، بما في ذلك الترطيب والاختراق في الفجوات والمسام الصغيرة.

اعتمادًا على نوع السطح، يمكن تقوية هذه القوى من خلال تفاعلات المجموعات القطبية، مما يؤدي إلى روابط أقوى. ومع ذلك، فإن معظم الأسطح منخفضة القطبية بطبيعتها وتحتاج إلى المعالجة أو التحضير لزيادة قطبيتها والسماح للسوائل بتبليلها بسهولة.

تشكل بعض أنواع الغراء أيضًا روابط تساهمية مع الأسطح التي تلتصق بها، مما يؤدي إلى خصائص لاصقة أقوى وأطول أمدًا. تتشكل هذه الروابط الكيميائية عن طريق تفاعل الغراء مع مادة كيميائية موجودة على سطح المادة التي يتم ربطها. يحدث هذا التفاعل في ظل ظروف خاضعة للرقابة للتأكد من أن الروابط المتكونة قوية وطويلة الأمد.

يجب أن تكون المواد اللاصقة الطبية الحيوية قادرة على تحقيق مستويات عالية من الالتصاق مع السماح بعمليات إعادة التشكيل في الأنسجة الشافية. وللقيام بذلك، قام الباحثون بتطوير غراء قائم على البروتين يتمتع بقوة شد عالية والتصاق جيد بالركائز الصلبة واللينة. قوة الالتصاق مماثلة لتلك الخاصة بصمغ السيانوأكريليت التجاري الفائق وأعلى من المواد اللاصقة الأخرى المعتمدة على البروتين.

هناك جانب آخر مهم للغراء وهو قدرته على الجفاف بسرعة، مما يسمح باستخدامه في المواقف التي لا يمكن فيها تثبيت المادة التي يتم ربطها. يستخدم هذا النوع من الغراء مذيبًا لمنعه من الجفاف أثناء وضعه ثم يتبخر أثناء معالجة الغراء.

الانتشار البيني

في هذا النوع من الترابط، تخترق المادة اللاصقة المسام الموجودة في السطح الملتصق أو حول النتوءات الموجودة على السطح ويتم ربطها كيميائيًا بالمادة. يمكن أن تكون قوية جدًا وتستخدم في بعض أنواع البناء. يستخدم هذا النوع من الالتصاق عادة في غراء الخشب، ولكن يمكن العثور عليه أيضًا في البلاستيك والزجاج. ومع ذلك، فإن هذا النوع من المواد اللاصقة لا يعمل بشكل جيد في المناطق ذات الضغط العالي وعادة ما يكون مخصصًا للإصلاحات الصغيرة.

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على فعالية الغراء أو المادة اللاصقة لتطبيق معين. بالإضافة إلى التركيب الكيميائي للمادة اللاصقة، يجب أن تكون ظروف السطح مناسبة للربط. يجب أيضًا مراعاة حجم الركيزة والمتطلبات القياسية أو الجودة. تعد تكلفة معدات اللصق والتوزيع والمعالجة والعمالة من الاعتبارات المهمة أيضًا.

تعد قدرة المادة اللاصقة على اختراق سطح الركيزة أمرًا ضروريًا للالتصاق الجيد. هذه هي وظيفة قدرة المادة اللاصقة على الترطيب وتوافق مجموعاتها الجزيئية مع تلك الموجودة في الركيزة. يمكن أن تساعد المعالجة المسبقة للسطح في تحسين قدرة المادة اللاصقة على الترطيب. ويمكن استخدامه أيضًا لإزالة الملوثات التي تتداخل مع عملية الالتصاق.

تصنع المواد اللاصقة من مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك البروتينات الحيوانية والنشويات والجزيئات الاصطناعية. بعضها يعتمد على الماء، والبعض الآخر يعتمد على المذيبات. هناك أيضًا أصماغ ضغط وذوبان ساخن. يتم تصنيع أصماغ السليلوز الأكثر شيوعًا من زلال المصل، وهو أحد مكونات الدم التي يمكن استخلاصها من الدم الطازج أو المجفف وخلطها مع القلويات لتحسين خصائصها اللاصقة. تشمل أنواع الغراء السليلوزية الأخرى الدكسترين والنشا المشتقين من النباتات.

هناك العديد من أنواع المواد اللاصقة المختلفة، ولكل منها فوائده الفريدة. بعضها أقوى من البعض الآخر، بينما يستطيع البعض الآخر التعامل مع أنواع معينة من الأسطح بشكل أفضل. بل إن هناك بعض المواد اللاصقة التي يمكن إذابتها في الماء أو الكحول، مما يجعلها أكثر تنوعًا. أهم شيء يجب أن تتذكره عند اختيار الغراء هو اختيار المادة المناسبة لاحتياجاتك. لا يوجد شيء اسمه غراء عالمي، ولكن يمكنك العثور على الغراء المثالي لأي وظيفة من خلال النظر في خصائصه واستخداماته.