Adhésifs : comment ils fonctionnent et pourquoi ils collent

Un adhésif est une substance qui lie deux ou plusieurs objets ensemble. Il est souvent utilisé dans la construction, la reliure et même dans les arts et l'artisanat. mais qu'est ce que c'est exactement? Regardons la définition et l'histoire des adhésifs. De plus, je partagerai quelques faits amusants sur les trucs collants.

Il existe de nombreux types d'adhésifs, mais ils ont tous une chose en commun : ils sont collants. Mais à quel point le collant est-il suffisamment collant ? Et comment mesure-t-on l'adhérence ? J'y reviendrai dans ce guide.

Alors, qu'est-ce qu'un adhésif? Découvrons-le.

Collé sur de l'adhésif : un guide complet

L'adhésif, également connu sous le nom de colle, est une substance qui est appliquée sur une ou les deux surfaces de deux articles distincts pour les lier ensemble et résister à leur séparation. C'est un matériau non métallique qui se présente sous une variété de formes et de types, et est largement utilisé dans les techniques de conception et de construction modernes. Les adhésifs sont disponibles dans des centaines de variétés, chacune avec ses propres propriétés et utilisations uniques. Certaines des principales formes d'adhésif comprennent :

• Adhésifs naturels : il s'agit d'adhésifs fabriqués à partir de matériaux naturels tels que l'amidon, les protéines et d'autres composants végétaux et animaux. Ils sont souvent appelés « colle » et comprennent des produits comme la colle de peau d'animal, la colle de caséine et la pâte d'amidon.
• Adhésifs synthétiques : Ce sont des adhésifs produits par traitement et réactions chimiques. Ils comprennent des produits tels que les adhésifs polymères, les adhésifs thermofusibles et les adhésifs à base d'eau.
• Adhésifs à base de solvant : Ce sont des adhésifs qui sont fournis sous forme liquide et qui nécessitent l'application d'un solvant. Ils comprennent des produits comme le ciment de contact et le ciment de caoutchouc.
• Adhésifs solides : il s'agit d'adhésifs fournis sous forme solide et qui nécessitent de la chaleur, de la pression ou de l'eau pour s'activer. Ils comprennent des produits comme les bâtons de colle chaude et l'époxy.

Comment l'adhésif est-il préparé ?

La méthode de préparation de l'adhésif varie selon le type d'adhésif produit. Cependant, certaines étapes générales incluent :

• Mélanger les matériaux constitutifs dans les bonnes proportions
• Traitement du mélange pour créer la consistance et la couleur désirées
• Permettre à l'adhésif de sécher ou de durcir jusqu'à son degré initial de résistance
• Emballage de l'adhésif pour la vente

Quelles sont les propriétés de l'adhésif ?

L'adhésif a un certain nombre de propriétés importantes qui en font un matériau utile pour une large gamme d'applications. Certaines de ces propriétés comprennent :

• Adhérence : La capacité de l'adhésif à coller à une surface
• Cohésion : La capacité de l'adhésif à se maintenir ensemble
• Tack : La capacité de l'adhésif à s'accrocher rapidement à une surface
• Temps de prise : Le temps qu'il faut pour que l'adhésif devienne complètement sec ou durci.
• Durée de conservation : la durée pendant laquelle l'adhésif peut être stocké avant qu'il ne commence à se dégrader
• Sensibilité à l'eau, à la chaleur ou à d'autres facteurs environnementaux : certains adhésifs sont plus sensibles à ces facteurs que d'autres
• Pouvoir de maintien : La capacité de l'adhésif à résister à la séparation une fois qu'il a été appliqué

L'évolution des adhésifs : une histoire délicate

Les humains utilisent des adhésifs depuis des milliers d'années. Des preuves de substances ressemblant à de la colle ont été trouvées dans des sites anciens datant de l'ère du Pléistocène, il y a plus de 40,000 XNUMX ans. Les archéologues ont découvert des preuves de matériaux adhésifs utilisés par les humains sous diverses formes, notamment :

• Goudron d'écorce de bouleau : Le plus ancien adhésif connu, datant d'il y a environ 200,000 XNUMX ans, a été découvert en Italie. Il était composé d'écorce de bouleau et de cendre, mélangés et chauffés pour produire un composé collant.
• Argile : Les anciens utilisaient de l'argile pour relier des parties de leurs outils et de leurs armes.
• Cire d'abeille : Les Grecs et les Romains utilisaient la cire d'abeille pour coller les segments en bois de leurs arcs.
• Ocre : ce pigment naturel a été mélangé à de la graisse animale pour créer une pâte utilisée pour coller des artefacts au Moyen Âge de la pierre.
• Gomme : Les anciens Égyptiens utilisaient la gomme d'acacia comme adhésif pour la construction.

Développement de la production d'adhésifs

Au fil du temps, les gens ont élargi leur gamme de matériaux adhésifs et amélioré leur processus de création. Voici quelques exemples :

• Colle animale : Cet adhésif a été fabriqué en faisant bouillir des os, de la peau et des tendons d'animaux pour produire un liquide pouvant être utilisé comme colle. Il était couramment utilisé dans le travail du bois et la reliure.
• Mortier de chaux : Les Grecs et les Romains utilisaient le mortier de chaux pour lier la pierre et la brique dans la construction.
• Colles liquides : Au XXe siècle, les colles liquides ont été développées, ce qui a facilité l'application des adhésifs sur les surfaces.

Le rôle de la science dans le développement des adhésifs

Au fur et à mesure que la science progressait, le développement des adhésifs progressait également. Les scientifiques ont commencé à étudier les propriétés chimiques des adhésifs et à expérimenter de nouveaux ingrédients pour produire des produits plus solides et plus efficaces. Certaines avancées notables incluent:

• Adhésifs synthétiques : Au 20e siècle, des adhésifs synthétiques ont été développés, qui pouvaient être adaptés à des applications spécifiques et avaient des capacités de liaison améliorées.
• Adhésifs thermofusibles : Ces adhésifs sont solides à température ambiante mais peuvent être fondus et appliqués sur des surfaces. Ils sont couramment utilisés dans l'emballage et le travail du bois.
• Adhésifs époxy : Les adhésifs époxy sont connus pour leur capacité à coller une large gamme de matériaux, y compris le métal, le plastique et le bois.

Adhérence : la science collante derrière le collage

How to strip wire fast

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L'adhérence est la capacité d'un adhésif à coller à une surface. Elle implique la formation de liaisons chimiques et physiques entre l'adhésif et le support. La force de la liaison dépend des forces intermoléculaires entre les deux surfaces.

Le rôle des forces interfaciales

Les forces interfaciales jouent un rôle crucial dans l'adhérence. Ces forces comprennent l'adsorption, les forces mécaniques, physiques et chimiques. L'adsorption implique l'attraction des particules sur une surface, tandis que les forces mécaniques impliquent le contact physique entre l'adhésif et le support. Les forces chimiques impliquent la formation de liaisons covalentes entre l'adhésif et l'adhésif.

Les mécanismes d'adhésion

L'adhésion implique plusieurs mécanismes, notamment :

• Mouillage : Il s'agit de la capacité de l'adhésif à s'étaler sur la surface de l'adhésif.
• Énergie de surface : il s'agit de l'énergie nécessaire pour séparer l'adhésif de l'adhésif.
• Angle de contact : C'est l'angle formé entre l'adhésif et l'adhésif au point de contact.
• Limite de grain : C'est la zone où deux grains se rencontrent dans un matériau solide.
• Structure du polymère : Il s'agit de l'arrangement des molécules dans l'adhésif.

L'importance de l'adhérence dans le collage

L'adhérence est un facteur important dans le processus de collage. Il détermine la capacité de l'adhésif à remplir sa fonction souhaitée. Le degré d'adhérence requis dépend du type de matériaux à coller, de la conception du joint et des performances requises.

Les différents types d'adhésifs

Il existe plusieurs types d'adhésifs, notamment :

• Adhésifs chimiques : Ce sont des adhésifs qui forment une liaison chimique avec l'adhésif.
• Adhésifs physiques : ce sont des adhésifs qui s'appuient sur des forces intermoléculaires pour se lier à l'adhésif.
• Adhésifs mécaniques : ce sont des adhésifs qui s'appuient sur des forces mécaniques pour se lier à l'adhésif.

Les principales techniques utilisées en adhésion

Les principales techniques utilisées dans l'adhésion comprennent:

• Préparation de surface : Il s'agit de préparer la surface de l'adhésif pour assurer une bonne adhérence.
• Application de l'adhésif : il s'agit d'appliquer l'adhésif sur la surface de l'adhésif.
• Conception du joint : Il s'agit de concevoir le joint pour assurer une bonne adhérence.

Les autres méthodes d'adhésion

Il existe d'autres méthodes d'adhésion, notamment :

• Soudage : Il s'agit de faire fondre le métal pour former une liaison.
• Soudage : Il s'agit d'utiliser un alliage métallique pour lier deux métaux ensemble.
• Fixation mécanique : il s'agit d'utiliser des vis, des boulons ou d'autres fixations mécaniques pour joindre deux composants.

Matériaux adhésifs : la vérité collante

• Les matériaux adhésifs peuvent être divisés en deux types principaux : naturels et synthétiques.
• Les adhésifs naturels sont fabriqués à partir de matériaux organiques, tandis que les adhésifs synthétiques sont fabriqués à partir de composés chimiques.
• Des exemples d'adhésifs naturels comprennent la colle à base de protéines animales, la colle à base d'amidon et les adhésifs à base de caoutchouc naturel.
• Les adhésifs synthétiques comprennent les adhésifs à base de polymère, les adhésifs thermofusibles et les adhésifs à base de solvant.

Stockage et durée de conservation des matériaux adhésifs

• Les matériaux adhésifs doivent être stockés dans un endroit frais et sec pour éviter qu'ils ne sèchent ou ne deviennent trop collants.
• La durée de conservation d'un matériau adhésif dépendra de sa composition et de la manière dont il a été traité.
• Certains matériaux adhésifs, tels que les adhésifs thermofusibles, ont une durée de conservation plus courte que d'autres et peuvent devoir être utilisés dans un certain délai après leur production.
• En général, les matériaux adhésifs qui sont stockés pendant de longues périodes peuvent nécessiter un traitement ou un mélange supplémentaire pour s'assurer qu'ils sont toujours utilisables.

Rassembler le tout : appliquer des adhésifs

Lorsqu'il s'agit de choisir le bon adhésif pour une application spécifique, il y a un certain nombre de facteurs à considérer. Ceux-ci inclus:

• Les matériaux à coller
• Le degré de force de liaison souhaité
• La taille et la surface de l'obligation
• Les forces dynamiques que le lien devra supporter
• La durée de conservation souhaitée des composants collés

Différents types d'adhésifs sont conçus pour bien fonctionner dans différentes conditions, il est donc important de choisir le bon pour le travail. Certains types courants d'adhésifs comprennent :

• Adhésifs solides, qui sont appliqués à l'état fondu puis se solidifient en refroidissant
• Adhésifs liquides, qui sont appliqués à l'état humide, puis durcissent ou durcissent pour former une liaison
• Adhésifs sensibles à la pression, conçus pour se lier au contact d'une surface
• Adhésifs de contact, qui sont appliqués sur les deux surfaces puis laissés sécher avant d'être collés ensemble
• Adhésifs thermofusibles, qui sont fondus puis appliqués sur une surface avant d'être collés sur l'autre

Application d'adhésifs

Une fois que vous avez choisi le bon adhésif pour votre application, il est temps de l'appliquer. Les étapes suivantes sont généralement suivies lors de l'application d'adhésifs :

1. Préparez les surfaces : Les surfaces à coller doivent être propres, sèches et exemptes de tout contaminant qui pourrait empêcher l'adhésif de coller correctement.

2. Appliquer l'adhésif : L'adhésif doit être appliqué conformément aux instructions du fabricant. Cela peut impliquer de l'étaler uniformément sur une surface, de l'appliquer selon un motif spécifique ou de l'appliquer sur les deux surfaces.

3. Assemblez les surfaces : Les deux surfaces doivent être assemblées pendant que l'adhésif est encore humide. Cela peut impliquer de les aligner soigneusement ou d'appliquer une pression pour assurer une liaison solide.

4. Laisser l'adhésif durcir : L'adhésif doit pouvoir durcir ou durcir conformément aux instructions du fabricant. Cela peut impliquer de le laisser sécher naturellement ou d'appliquer de la chaleur ou de l'énergie pour accélérer le processus.

Test des performances de l'adhésif

Une fois que l'adhésif a été appliqué et laissé durcir, il est important de tester ses performances. Cela peut impliquer de mesurer la résistance de la liaison, de tester sa capacité à résister aux forces dynamiques ou de vérifier sa capacité à empêcher le filetage (l'étalement de l'adhésif au-delà de la ligne de liaison souhaitée).

Il existe un certain nombre de méthodes qui peuvent être utilisées pour tester les performances de l'adhésif, notamment :

• Essai de traction, qui mesure la force nécessaire pour rompre la liaison
• Test de cisaillement, qui mesure la force nécessaire pour faire glisser les composants collés
• Test de pelage, qui mesure la force nécessaire pour décoller les composants collés
• Essais dynamiques, qui mesurent la capacité de la liaison à résister à des contraintes et des déformations répétées

Combien de temps votre adhésif peut-il durer ? La durée de conservation des adhésifs

Plusieurs facteurs peuvent affecter la durée de conservation des adhésifs, notamment :

• Conditions de stockage : Les adhésifs doivent être stockés dans un endroit frais et sec pour éviter toute modification de leur composition chimique. L'exposition à l'humidité, à la chaleur ou à la lumière directe du soleil peut accélérer la dégradation des adhésifs.
• Composition du matériau : La composition d'un adhésif peut affecter sa durée de conservation. Certains adhésifs contiennent des antioxydants ou des stabilisants UV pour améliorer leur stabilité dans le temps.
• Vieillissement : Au fil du temps, les adhésifs peuvent vieillir et perdre leurs propriétés physiques, telles que la flexibilité ou la résistance. Le vieillissement peut être accéléré par l'exposition à la chaleur, à l'humidité ou aux produits chimiques.
• Température : Les adhésifs peuvent être sensibles aux changements de température. Les températures extrêmes peuvent rendre les adhésifs trop épais ou trop fins, ce qui affecte leur capacité à adhérer.
• Tests : Les fabricants mènent des études pour déterminer la durée de conservation de leurs adhésifs. Ces études impliquent de tester la force de liaison de l'adhésif au fil du temps pour déterminer quand il commence à se dégrader.

Date d'expiration et utilisation recommandée

Les fabricants fournissent généralement une date d'expiration pour leurs adhésifs, après laquelle l'adhésif ne doit plus être utilisé. Il est important de suivre les directives d'utilisation et d'élimination recommandées pour s'assurer que l'adhésif reste stable et chimiquement sûr. L'utilisation d'adhésifs périmés peut entraîner une liaison plus faible ou même une défaillance totale de la liaison.

Conclusion

Voilà ce que sont les adhésifs et comment ils fonctionnent. C'est une chose assez utile à avoir autour de vous, et vous devriez en savoir un peu plus à leur sujet maintenant. 

Vous pouvez utiliser des adhésifs pour tout, de la construction à la reliure, alors n'ayez pas peur de les utiliser. Assurez-vous simplement que vous utilisez le bon type pour le travail et tout ira bien.

Je suis Joost Nusselder, le fondateur de Tools Doctor, spécialiste du marketing de contenu et papa. J'adore essayer de nouveaux équipements et, avec mon équipe, je crée des articles de blog approfondis depuis 2016 pour aider les lecteurs fidèles avec des outils et des conseils d'artisanat.