Comment super glue est fait - matériaux, la fabrication, d'occasion, pièces, produits, industrie, matières premières
Contexte
colles à base d'eau utilisent l'eau comme solvant au lieu de produits chimiques. Ils travaillent plus lentement que les colles de solvants chimiques; cependant, ils ne sont pas inflammables. Cette catégorie comprend les colles comme la colle blanche et de la colle de caséine en poudre, à base de protéines de lait et mélangés à la maison ou dans la boutique.
Deux colles partielles comprennent époxy et le résorcinol, le phénol cristallin qui peut être synthétisé ou fabriqué à partir de résines organiques. Une partie contient la colle réelle; l'autre partie est un catalyseur ou durcisseur. Deux colle partie est très utile pour le travail des métaux (charge de dent automobile est une colle en deux parties), mais il doit être mélangé correctement bien fonctionner.
colles peaux d'animaux sont utiles pour le travail du bois et le travail de placage. Fabriqué à partir de peaux, ainsi que les os et d'autres parties d'animaux, la colle est vendu soit prête à l'emploi ou sous forme de poudre ou de flocons qui peut être mélangé avec de l'eau, chauffée et appliquée à chaud.
colles de cyanoacrylate ont été découverts dans un laboratoire Kodak en 1951 lorsque deux chimistes, le Dr Harry Coover et le Dr Fred Joyner, ont essayé d'insérer un film de cyanoacrylate d'éthyle, entre deux prismes d'un réfractomètre pour déterminer le degré auquel il réfractée ou plié, la lumière passant à travers elle. Bien que la première conclusion de Coover, Joyner, et les autres membres de l'équipe du laboratoire est seulement qu'une pièce d'équipement de laboratoire coûteux avait été ruinée, ils ont vite compris qu'ils avaient trébuché sur un nouveau type d'adhésif.
L'ingrédient initial en super glue, le cyanoacétate d'éthyle, est placé dans une cuve avec des lames tournantes et mélangé avec du formaldéhyde. Le mélange provoque la condensation, une réaction chimique qui produit de l'eau; cette eau est ensuite évaporée comme la bouilloire est chauffée. Lorsque l'eau est évaporée, ce qui reste dans la bouilloire est le C.A. polymère. Ensuite, la cuve est à nouveau chauffé, provoquant le craquage thermique du polymère et créer des monomères réactifs qui se séparent. Lorsque la colle est appliquée fini, ces monomères se recombinent pour former une liaison.
formes de la colle dans des crochets microscopiques et les yeux qui saisissent les uns sur les autres, une sorte de velcro moléculaire. Avec les colles qui fonctionnent de cette façon, plus la demande, le lien plus efficace. Cependant, les colles de cyanoacrylate semblent lier différemment. La théorie actuelle attribue les qualités adhésives du polymère de cyanoacrylate à la même force électromagnétique qui contient tous les atomes ensemble. Bien qu'une masse importante d'une substance par voie électronique repousser toute autre substance, deux atomes de différentes substances placées à proximité immédiate exerce une force attractive mutuellement. Des expériences avec plusieurs substances ont montré que les deux pièces du même matériau expérimental (or, par exemple) peuvent être faites pour adhérer les unes aux autres sans l'avantage d'un adhésif supplémentaire si contraint à proximité.
Ce phénomène explique pourquoi un film mince de C.A. colle fonctionne mieux qu'une plus épaisse. peut être pressé Une colle plus mince si près de la matière dont elle est le collage que la force électromagnétique prend le relais. Un film plus épais permet un espace suffisant entre les matériaux dont il est le collage de telle sorte que les molécules peuvent repousser les uns les autres, et la colle ne sera donc pas tenir aussi bien.
Matières premières
Les produits chimiques nécessaires pour former un polymère de cyanoacrylate comprennent cyanoacétate d'éthyle, le formaldéhyde, l'azote ou un autre gaz non réactif, inhibiteurs de radicaux libres, et piégeurs de base. cyanoacétate d'éthyle comprend un éthyle, un radical hydrocarboné (un radical est un atome ou groupe d'atomes qui, parce qu'il contient un électron non apparié, est plus susceptible de réagir avec d'autres atomes), de cyanure et d'acétate, un ester produit par mélange de l'acide acétique avec l'alcool et en éliminant l'eau. Le formaldéhyde est un gaz incolore souvent utilisé dans la fabrication de résines synthétiques. L'azote est un gaz le plus abondant dans la terre # x0027; l'atmosphère, comprenant 78 pour cent du volume et en se produisant ainsi dans tous les tissus vivants. Parce qu'il ne réagit pas avec d'autres substances, il est couramment utilisé pour amortir des éléments hautement réactifs qui, autrement, se livrer à des réactions non souhaitées avec des substances contiguës. inhibiteurs de radicaux libres et des charognards de base les deux servent à éliminer les substances qui seraient autrement saboter le produit.
la fabrication
Processus
C.A.s sont produits dans des chaudrons chauffés qui peuvent contenir de quelques gallons à plusieurs milliers de gallons; la taille dépend de l'échelle de l'opération de fabrication particulière.
Création du polymère
- 1 L'ingrédient initial est le cyanoacétate d'éthyle. Placé dans une cuve à revêtement de verre avec des lames de mélange rotatif, ce matériau est ensuite mélangé avec du formaldéhyde. Le mélange des deux produits chimiques provoque la condensation, un
Les monomères séparés sont acheminés vers un deuxième Kette. En passant d'une cuve à l'autre, les monomères se déplacent à travers une série de bobines de refroidissement qui leur permettent de devenir liquide. Le contenu du deuxième récipient collecteur (celui maintenir les monomères liquides) sont effectivement les C.A. colle, bien qu'ils doivent encore être proteed contre durcissement. Divers produits chimiques appelés inhibiteurs de radicaux libres et piégeurs de base sont ajoutés pour précipiter les impuretés qui seraient autrement durcir le mélange. Après réception de tous les additifs nécessaires, la colle est emballé en conséquence.
Séparation des monomères du
polymère
- 3 Ensuite, la cuve est chauffée à une température d'environ 305 degrés Fahrenheit (150 degrés Celsius). Le chauffage du mélange provoque le craquage thermique du polymère, ce qui crée des monomères réactifs (chimiquement, des esters de cyanoacrylate d'éthyle, avec un processus légèrement différent, des esters de cyanoacrylate de méthyle sont possibles) qui, lors de l'application de la colle finie, se recombinent pour former une liaison.
- 4 Etant donné que les monomères sont plus légers que le polymère, ils se volatiliser vers le haut et sont acheminés hors de la bouilloire dans un second collecteur. Le processus est un peu comme la distillation, bien que l'objectif est une colle plutôt qu'une boisson alcoolisée. En passant d'une cuve à l'autre, les monomères se déplacent à travers une série de bobines de refroidissement qui leur permettent de devenir liquide. Une deuxième distillation peut être réalisée pour un produit de haute qualité, et certains fabricants peuvent même distiller les monomères une troisième fois.
Prévention de durcissement
- 5 Le contenu du deuxième récipient collecteur (celui maintenir les monomères liquides) sont effectivement les C.A. colle, bien qu'ils doivent encore être protégés contre le durcissement. Divers produits chimiques appelés inhibiteurs de radicaux libres et piégeurs de base sont ajoutés pour précipiter les impuretés qui seraient autrement durcir le mélange. Étant donné que les quantités d'impuretés et précipités sont petites (mesurable rien plus grand que parties par million), il n'y a pas besoin de les retirer du C.A. mélange. Si des particules de précipité étaient visibles, même sous plusieurs centaines de grossissements, ce serait un signe de contamination sévère, et le lot sera détruit.
Additifs et emballages
- 6 Le C.A. la colle peut, à ce stade, recevoir des additifs que le fabricant souhaite. Ces additifs peuvent contrôler la viscosité de la C.A. (En fait, au moins trois épaisseurs différentes sont vendues), ou ils peuvent permettre à la colle de travailler sur les types de matériaux qui C.A.s antérieures ne pouvait pas. Une viscosité plus épaisse est désirée lorsque le collage doit se faire sur des surfaces qui don # x0027; t répondent très bien; la viscosité plus épaisse permet à la colle de remplir les espaces vides avant sa prise. Sans d'autres additifs, C.A.s pourrait devoir se limiter à des surfaces non poreuses. Avec des additifs dans le C.A. ou avec une préparation de surface, le C.A. fonctionnera très bien. CALIFORNIE. la technologie est suffisamment mûre qu'un fabricant peut répondre à une demande d'un client pour un C.A. qui vont se lier presque toute paire donnée de surfaces.
- 7 Le C.A. peuvent maintenant être ajoutés à des tubes en utilisant des techniques classiques, mais sans humidité,. Une fois que le tube est rempli, une partie supérieure est montée et sertie sur, et la partie inférieure du tube est serti clos. Parce que la plupart des tubes métalliques réagissent avec le C.A. les tubes d'emballage sont habituellement faites d'un matériau plastique tel que le polyéthylène, bien que les tubes d'aluminium sont possibles. Une fois que le C.A. est exposée à l'humidité ou un métal alcalin, que ce soit dans l'air ou sur les surfaces à coller, les monomères seront repolymerize et durcir en formant une liaison extrêmement forte entre les deux substances. La réaction est totale; la quantité totale de C.A. qui a été placé sur les substances se polymériser.
Contrôle de qualité
doit être exercé un contrôle de qualité prudent si le produit est de travailler comme il est censé le faire. Étant donné que la polymérisation des monomères est une réaction universelle (il se propage à travers la quantité de colle mis sur une surface, de sorte qu'au moment où la réaction est terminée, il n'y a pas de colle laissée non polymérisé), tout défaut dans une étape quelconque du procédé de fabrication peut affecter des milliers de gallons de matériel.
l'accent est mis sur Tremendous la qualité des produits chimiques et des produits entrant dans l'usine. Idéalement, tous les fournisseurs ont approuvé les procédures de contrôle de qualité pour assurer la livraison de produits de qualité à l'usine.
Bien que le processus de fabrication est automatique, il est soigneusement contrôlée dans l'usine à tous les stades de fonctionnement. La durée du mélange, la quantité de mélange à chaque étape, et la température doivent tous être surveillés par les opérateurs prêts à régler les machines si nécessaire.
Le produit fini est également testé avant l'expédition. Le plus important est la résistance au cisaillement, une mesure de la force nécessaire pour briser la force de maintien de la colle. Les mesures de la résistance au cisaillement atteignent souvent plusieurs milliers de livres de force par pouce carré.
Où En savoir plus
Skeist, Irving. Manuel des adhésifs. Van Nostrand, 1977.