بررسی ساختار، عملکرد و انواع چسب های ۱-۲-۳ (سیانواکریلات)

چسبی که در بازار تجاری ایران و بسیاری از کشورها با نام «چسب ۱-۲-۳» شناخته می شود، در واقع متعلق به خانواده چسب های سیانواکریلات است. دلیل نام گذاری تجاری ۱-۲-۳، سرعت بسیار بالای گیرش و خشک شدن این چسب است که معمولا در کمتر از چند ثانیه اتفاق می افتد. این سیستم چسب کاری از دو جزء اصلی تشکیل شده است: مایع چسب (مونومر سیانواکریلات) و اسپری فعال کننده یا شتاب دهنده.

مقاومت اتصال این چسب ها بر اساس تنش برشی و تنش کششی ارزیابی می شود. اتصالات سیانواکریلاتی معمولا در برابر کشش مستقیم مقاومت بالایی دارند، اما در برابر نیروهای برشی و ضربه شکننده هستند.

مکانیزم شیمیایی عملکرد

مایع چسب ۱-۲-۳ در حالت عادی یک مونومر مایع است. این ماده برای خشک شدن به یک عامل محرک نیاز دارد. پلیمریزاسیون این چسب از نوع پلیمریزاسیون آنیونی است و با حضور رطوبت بسیار ضعیف یا محیط های بازی ضعیف آغاز می شود.

اسپری فعال کننده معمولا حاوی یک حلال فرار و یک ماده آمینی است. با اسپری کردن این ماده روی سطح، حلال تبخیر شده و ماده فعال کننده روی سطح باقی می ماند که به محض تماس با مایع سیانواکریلات، واکنش پلیمریزاسیون را در کسری از ثانیه تکمیل می کند.

انواع چسب ۱-۲-۳ بر اساس ساختار شیمیایی مونومر

اگرچه ظاهر تمامی این چسب ها مشابه است، اما در صنایع تولیدی از فرمولاسیون های مختلفی برای اهداف گوناگون استفاده می شود:

۱. اتیل سیانواکریلات:

رایج ترین و پرفروش ترین نوع چسب ۱-۲-۳ در بازار (مخصوصا برای صنایع چوب و ام دی اف) است. این نوع، چسبندگی عالی روی سطوح مختلف ایجاد می کند اما ممکن است روی قطعات شفاف باعث ایجاد پدیده «سفیدک زدن» شود.

۲. متیل سیانواکریلات:

ساختار مولکولی سخت تری نسبت به نوع اتیل دارد و بیشتر برای اتصال قطعات فلزی به فلزی در صنایع خاص استفاده می شود.

۳. آلکوکسی سیانواکریلات:

این نوع که به «چسب بدون بو» معروف است، بخارات بسیار کمتری تولید می کند و پدیده سفیدک زدن در آن به حداقل رسیده است. این نوع چسب برای قطعات حساس الکترونیکی، لنزها و پلاستیک های شفاف کاربرد دارد، اما قیمت آن نسبت به انواع معمولی بالاتر است.

انواع چسب ۱-۲-۳ بر اساس گرانروی (ویسکوزیته)

ویسکوزیته یا غلظت مایع، عامل بسیار مهمی در انتخاب نوع چسب ۱-۲-۳ است:

۱. چسب های رقیق:

• ویژگی: مانند آب روان هستند، قدرت نفوذ بالایی در ترک های بسیار ریز دارند (از طریق خاصیت مویینگی) و سریع ترین زمان خشک شدن را دارند. ویسکوزیته این دسته بسیار پایین (بین ۲ تا ۵۰ سنتی پواز) است.
• کاربرد: اتصال سطوح کاملا صاف و بدون منفذ مانند شیشه، لاستیک و پلاستیک های فشرده.

۲. چسب های با گرانروی متوسط:

• ویژگی: غلظت میانه (بین ۱۰۰ تا ۵۰۰ سنتی پواز) دارند، کاربرد عمومی داشته و برای اکثر مصارف خانگی و کارگاهی مناسب اند.

۳. چسب های غلیظ و ژله ای:

• ویژگی: غلظت بالایی دارند (بالای ۱۰۰۰ سنتی پواز). روی سطوح عمودی شره نمی کنند و مقداری خاصیت پرکنندگی شکاف دارند. زمان خشک شدن آن ها بدون اسپری کندتر است.
• کاربرد: اتصال سطوح متخلخل و جاذب مانند چوب، ام دی اف، چرم، سرامیک بدون لعاب و سنگ. (بیشتر چسب های ۱-۲-۳ مخصوص چوب در این دسته قرار می گیرند).

نقاط ضعف و محدودیت های چسب ۱-۲-۳

با وجود کاربرد گسترده، چسب های سیانواکریلات محدودیت های علمی و کاربردی مشخصی دارند:

• مقاومت حرارتی پایین: پیوندهای پلیمری این چسب معمولا در دماهای بالاتر از هشتاد درجه سانتی گراد شروع به ضعیف شدن و تخریب می کنند (مگر در گریدهای خاص صنعتی که تا صد و بیست درجه تحمل دارند).
• تردی و شکنندگی: اتصال ایجاد شده بسیار صلب است. بنابراین در مفاصلی که تحت لرزش، خمش یا تنش های پوسته ای هستند، کارایی ضعیفی دارند.
• مقاومت ضعیف در برابر رطوبت دائمی: غوطه وری طولانی مدت در آب باعث نفوذ رطوبت به مرز اتصال و افت شدید قدرت چسبندگی می شود.

نتیجه گیری

چسب های ۱-۲-۳ ابزارهایی بی نظیر برای اتصالات سریع، مونتاژ اولیه و ثابت نگه داشتن قطعات هستند. با این حال، انتخاب غلظت مناسب با توجه به تخلخل سطح و در نظر گرفتن محدودیت های دمایی و مکانیکی اتصال، برای دستیابی به بهترین نتیجه مهندسی الزامی است.