Ročníková práca z chémie Bytová chémia: lepidlá

Podstata lepenia:

Vyvolanie vzájomnej príťažlivosti medzi dvoma tuhými materiálmi bez použitia lepidiel by bolo možné len ak by spojové plochy boli k sebe priblížené na vzdialenosť menšiu ako 3-krát 10 na -8 centimetra ( molekulová vzdialenosť ). Táto požiadavka je však nesplniteľná. Ľahšie ako medzi pevnými látkami vzniká príťažlivosť medzi povrchmi pevných a tekutých alebo mäkkých látok. Kvapalina sa prispôsobí nerovnostiam povrchu. Sily vyvolávajúce priľnavosť lepidla ( adhezívum ) a lepeného materiálu ( adherendum ) označujeme ako ADHÉZIU.

Teórie adhézie:

Existuje mnoho teórií ktoré sa snažia vysvetliť adhéziu ako napríklad tieto.

Teória polarizácie: Táto teória hovorí , že musí byť absolútny kontakt molekúl lepidla s molekulami adherendu a potom môže za priaznivých podmienok dôjsť k adsorpcii, to jest k zachyteniu molekúl lepidla na lepenom povrchu vplyvom sekundárnych príťažlivých síl.

Adherend / Polarita / Rozpustnosť v organických rozpúšťadlách / Adhézne vlastnosti

Polyetylén / Nepolárny / Nerozpustný / Zlé
Polypropylén / Nepolárny / Nerozpustný / Zlé
Polyisobutylén / Nepolárny / Rozpustný / Dobré
Polystyrén / Nepolárny / Rozpustný / Dobré
Polyvinylchlorid / Polárny / Rozpustný / Dobré
Polymetylmetakrylát / Polárny / Rozpustný / Dobré
Polyamid / Polárny / Nerozpustný / Zlé

Vzťah štruktúry, polarity a rozpustnosti k adhéznim vlastnostiam adherendu.

Teória difúzie: Vysvetľuje adhéziu medzi materiálmi na základe takzvaného mikro-Brownovho pohybu molekúl, ktorý umožňuje prechod molekúl lepidla do lepeného materiálu a naopak. Môžu sa použiť zmäkčovadlá, ktoré uľahčia pohyb molekúl a tým aj vzájomné difúzie látok.

Teória adsorpcie: Na miestach styku dvoch rôznych fáz, napríklad pevnej látky a kvapaliny, alebo kvapaliny a plynu, vzniká medzifázové rozhranie a v ňom sa vyskytuje voľná energia, ktorá ovplyvňuje pevnosť spojov.

Molekulová teória ( adsorpčná ): Základom adhézie je vzájomné pôsobenie molekúl adherendu a lepidla, preto je nevyhnutné, aby obidva druhy molekúl mali polárne funkčné skupiny schopné vzájomného pôsobenia.

Teória priamych chemických väzieb:

V oblasti špecifickej adhézie bol doteraz najväčší význam prisudzovaný Van der Waalsovým silám. Primárne chemické väzby boli ako príčina adhézie uznávané len výnimočne, napriek tomu, že bolo známe, že môžu zaistiť podstatne pevnejšie spojenie molekúl ako sily medzimolekulárnej príťažlivosti. Teórie priamych chemických väzieb vychádzajúce z pozorovaní nárastu oxidových vrstiev na kovoch, na ktorých boli aplikované náterové hmoty s obsahom hydroxylov a karboxylov. K podobným výsledkom sa došlo neskôr pri sledovaní infračervených spektier tenkých vrstiev na rozhraní kovov a rôznych adhezív.
Základné rozlíšenie lepidiel podľa spôsobu tuhnutia v spoji:

Lepidlá tuhnúce vplyvom vsiaknutia a odtekania rozpúšťadiel: Tieto lepidlá obsahujú 20 až 60% prírodných alebo syntetických filmotvorných látok rozpustných vo vode alebo v organických rozpúšťadlách.

Reaktívne lepidlá: Tuhnú vplyvom zmien vo vnútornej štruktúre filmotvorného polyméru. Spoločným znakom týchto zmien je prepojenie lineárnych makromolekúl do jediného priestorového útvaru.

Tavné lepidlá: Ich hlavnou zložkou sú termoplastické polyméry alebo kopolyméry. Nanášajú sa vo forme taveniny, vždy jednostranne, zpravidla pri teplotách od 160 do 200°C. Maximálna pevnosť spojov sa dosiahne ochladením.

Zažehľovacie lepidlá: Tuhý vysušený film sa aktivuje zvýšením teploty za súčasného pôsobenia tlaku.

Stále lepivé lepidlá: V spoji nemenia svoju konzistenciu, zostávajú stále vláčne a lepivé a sú tiež nazývané ako lepidlá so samolepiacim efektom. Spoj vzniká pritlačením lepiacej vrstvy k podkladu. Mäkký priľnavý film lepidla umožňuje dočasné spojovanie materiálov so zlými adhéznymi vlastnosťami.

Syntetické lepidlá:

Sú to najpoužívanejšie lepidlá, ktoré podľa adhezívneho základu delíme na duromérne, elastomérne a plastomérne.

Niektoté najpoužívanejšie syntetické lepidlá:

Duromérne lepidlá:

Epoxidy: Sú to lepidlá na báze epoxidových živíc a patria medzi najlepšie v oblasti lepenia kovov, duromérov, skla, dreva a ich kombinácií. Vytvrdzovacie časy je možno upraviť od jednej minúty do dvoch dní. Výhodou sú tiež nízke vytvrdzovacie tlaky a skutočnosť, že sa neuvoľňujú nepríjemné nízkomolekulové splodiny. Taktiež skladovateľnosť epoxidov je mimoriadne dlhá.

Polyestery: Sú to nenasýtené živice, ktoré vznikajú esterifikáciou dvojmocných alkoholov a nenasýtených dikarbónových kyselín. Sú to zpravidla kvapalné vysokoviskózne živice, ktoré sa riedia reaktívnymi rozpúšťadlami ( styrén ). Patria medzi typy, ktoré spĺňajú priemerné nároky z hľadiska pevnosti, tepelnej i chemickej odolnosti. Niektoré typy sú nehorľavé alebo majú aspoň zníženú horľavosť. Tepelná odolnosť zpravidla neprekračuje 100°C. Pomerne dobre odolávajú vode a bežným rozpúšťadlám. Väčšina vykazuje relatívne vysoké zmršťovanie pri vytvrdzovaní a preto sú nevhodné na lepenie kovov hoci majú vyhovujúcu adhéziu. Najvhodnejšie sú na lepenie dreva, keramiky, betónu prípadne na systém drevo-cement.

Plastomérne lepidlá:

Akrylátové lepidlá: Majú dobrú odolnosť proti vode, starnutiu a proti mnohým chemikáliám. Nižšia odolnosť sa prejavuje len proti organickým rozpúšťadlám, silným kyselinám a proti teplote nad 50°C. Nízkym teplotám do -60°C odolávajú pomerne dobre. Používajú sa na lepenie akrylátových polymérov aj v kombinácii so sklom, kovmi, ďalej na lepenie dreva, papiera a kože. Niektoré kovové materiály, ako čistý hliník, kadmium a niektoré ocele pôsobia negatívne na vytvrdzovanie ( inhibične ). Preto sa používa katalyzátor vo forme roztoku meďnatých alebo kobaltnatých solí v organickom rozpúšťadle. Pri jeho použití však už možno hovoriť o dvojzložkovom systéme.

Manipulačné smernice: Pred používaním lepidiel je nutné sa oboznámiť so správnou manipuláciou s daným druhom chemikálie z hľadiska ochrany zdravia. Je potrebné poznať podmienky pre skladovanie lepidiel i možnosti ich úprav pred použitím.
Ochrana zdravia pri práci s lepidlami: Príčinou fyziologických účinkov lepidiel nie sú obvykle ich filmotvorné zložky ( polyméry, syntetické živice, prírodné makromolekulové látky ), ale rozpúšťadlá , konzervačné prostriedky, urýchľovače tuhnutia a nezreagované zvyšky surovín. Preto treba dôkladne poznať vlastnosti lepidiel z hľadiska horľavosti a fyziologických účinkov. Protipožiarne opatrenie sa týkajú predovšetkým lepidiel obsahujúcich organické rozpúšťadlá a horľavé monoméry.

Pri fyziologických účinkoch pôsobia hore uvedené látky priamo na kožu pri styku s lepiacou zmesou, pri vdychovaní výparov, prach suchého lepidla sa môže zadierať do pokožky atď. Takto vznikajú najčastejšie kožné ochorenia, hlavne alergické reakcie a ekzémy. Pri práci so silne alkalickými alebo kyslými lepidlami sa treba vyvarovať poleptaniu a pri práci s tavnými lepidlami popáleniu. Je nutné predísť tomu, aby sme vdychovali pary rozpúšťadiel, najmä trichlóretylénu, metylchloridu a benzénu. Je tiež dôležité si chrániť zrak pri práci s lepidlami obsahujúcimi peroxidy. Pri práci je vhodné chrániť kožu pred lepidlami použitím ochranných rukavíc alebo krémov. Pri práci s malými množstvami lepidla a v amatérskej praxi sa dajú bezpečnostné opatrenia zhrnúť takto:

-s lepidlami treba pracovať zásadne pri otvorenom okne
-pri práci nejesť
-treba sa vyvarovať blízkosti voľného plameňa
-pri práci si nešúchať oči
-vyvarovať sa väčšiemu pofŕkaniu pokožky

Po práci je nutné očistiť pokožku od všetkých zvyškov lepidla. Pokiaľ sa nedajú zmyť ani teplou vodou, zotrite ich čistou látkou navlhčenou liehom alebo benzínom. Očistené miesto je treba omyť vodou a mydlom a tiež ošetriť ochranným krémom.

Skladovanie lepidiel: Pre skladovanie lepidiel platia tieto zásady-skladovať v pôvodných a uzavretých obaloch v chladných a suchých miestnostiach pri teplote nad bodom mrazu do +10°C.

Kontrolné otázky:

1.-Ako inak sa nazýva lepidlo? ( adhezívum )
2.-Aká je podstata lepenia? ( príťažlivé sily medzi dvoma látkami )
3.-Pri tuhnutí akých lepidiel sa menia lineárne makromolekuly na jeden priestorový útvar? (reaktívne lepidlá)
4.-Pri akých teplotách sa nanášajú tavné lepidlá? ( 160-200°C )
5.-Aké dva faktory musia pôsobiť pri lepení zažehľovacími lepidlami? ( teplo a tlak )
6.-Ako inak nazývame stále lepivé lepidlá? ( samolepiace )
7.-Dokážu epoxidy zlepiť kombináciu kovu a skla? ( áno )
8.-Akou reakciou sa vyrábajú polyestery? ( esterifikáciou )
9.-Čo treba použiť pri lepení čistého hliníka alebo kadmia akrylátovými lepidlami? (katalyzátor)
10.-Ako sa dá chrániť koža pred lepidlami? ( rukavice alebo ochr. Krém )

	Tento článok bol vytlačený zo stránky https://referaty.centrum.sk

Lepidlá, bytová chémia - ročníková práca