Adhésifs et produits d'étanchéité

Les substances adhésives se présentent généralement sous forme liquide. On trouve également des formes solides, comme des poudres, des perles, des bâtonnets ou des cartouches, qui forment une soudure après fusion. Leur résistance dépend de plusieurs facteurs : la cohésion, l’adhérence, la forme et l’épaisseur de la couche adhésive, ainsi que la profondeur de pénétration de la substance adhésive dans le matériau. Les plus importants sont l’adhérence et la cohésion, qui influencent le type et la force de l’interaction chimique de l’adhésif avec les surfaces à coller, ainsi que la résistance mécanique de la couche adhésive elle-même. Un choix judicieux de la colle, adapté au type et à la taille des matériaux à coller, facilite leur assemblage.

Les principaux avantages de l’utilisation de substances adhésives par rapport aux autres techniques d’assemblage de matériaux (par exemple, le thermocollage ou la fixation mécanique) résident dans la capacité à répartir efficacement les contraintes sur l’ensemble du joint. Parmi les autres avantages, on peut citer l’amélioration de l’esthétique du joint et les faibles coûts de mécanisation de ce procédé.

Méthodes de préparation de la surface avant le collage

Pour obtenir une soudure durable, il est essentiel de bien préparer la surface avant l’application de la colle. Il existe plusieurs méthodes de nettoyage de surface, telles que le traitement chimique, le nettoyage abrasif, le dégraissage, le vernissage ou l’activation des surfaces (principalement utilisée pour les plastiques). L’acide chlorhydrique est l’une des substances de base utilisées à cet effet, principalement comme dégraissant de surface.

En cas de préparation de surface inadéquate, le joint adhésif peut se décoller. Sous l’effet des forces d’adhérence et de cohésion, il provoque des fissures à l’intérieur du joint ou à l’endroit où l’adhésif est appliqué sur une autre surface. D’autres facteurs, tels que la lumière, la chaleur, les contraintes mécaniques ou la dissolution de l’adhésif, peuvent également altérer la résistance de l’adhérence.

Adhésifs – classification, matières premières et production

Les adhésifs peuvent être classés selon la méthode d’assemblage des matériaux. Le critère principal est de savoir si un composé donné réagit chimiquement avec les matériaux et provoque le durcissement de la soudure, augmentant ainsi significativement sa résistance mécanique. Un autre critère est le type de matière première utilisée. Dans ce cas, on parle de colles d’origine naturelle (par exemple, les colles végétales et animales utilisées, entre autres, dans les industries papetière et textile) ou synthétiques, qui offrent le plus large spectre d’applications. On distingue de nombreux types d’adhésifs synthétiques, tels que les cyanoacrylates (communément appelés « superglue »), les adhésifs acryliques, les adhésifs polyuréthanes, les adhésifs aminés, les adhésifs époxy, les adhésifs silicones et bien d’autres.

Adhésifs cyanoacrylates

Les adhésifs cyanoacrylates existent sur le marché industriel depuis les années 1990. Leur large application est due à la facilité d’application, au durcissement rapide à température ambiante, à la résistance à la chaleur et à de nombreux solvants, ainsi qu’aux fortes propriétés de liaison de pratiquement tous les matériaux.

La production de cet adhésif, bien que simple en théorie, pose quelques difficultés pratiques. Les matières premières, à savoir le cyanoacrylate d’alkyle et le formaldéhyde, sont condensées en présence d’un catalyseur alcalin. Le polymère obtenu est ensuite soigneusement séché et ainsi débarrassé du solvant. La principale difficulté de ce procédé réside dans la tendance du monomère à polymériser spontanément, ce qui affecte le séchage et la transformation ultérieure du polymère.

Adhésifs acryliques

Les matières premières de base pour la production d’adhésifs acryliques sont les acides acrylique et méthacrylique et leurs dérivés à base d’esters. D’autres composés, comme le méthacrylate de méthyle, sont généralement utilisés uniquement comme monomères auxiliaires. Grâce à une sélection judicieuse des polymères et des monomères, ainsi qu’aux conditions du procédé de polymérisation, il est possible d’obtenir une vaste gamme de composés acryliques aux propriétés adhésives. Les adhésifs acryliques contiennent généralement un activateur spécifique qui amorce le durcissement.

Adhésifs polyuréthanes

Dans ce groupe, on trouve les adhésifs monocomposants et bicomposants. Les premiers contiennent des prépolymères et durcissent sous l’effet de l’eau ou de l’humidité de l’air. Pour obtenir une adhérence optimale, le collage des matériaux avec les adhésifs monocomposants est généralement réalisé dans des presses spéciales, souvent à température élevée, ce qui accélère le durcissement. En revanche, les adhésifs bicomposants contiennent deux composants (polyols et isocyanates) et sont prêts à l’emploi après mélange dans les proportions appropriées.

Les colles polyuréthanes se caractérisent par une excellente adhérence sur surfaces lisses et poreuses, ce qui leur permet de coller efficacement divers matériaux, tels que le bois, le papier, le carton et les panneaux sandwich. Elles peuvent également être utilisées dans le secteur de la construction pour le collage du béton ou des tôles. Les soudures réalisées avec des colles polyuréthanes se caractérisent par une excellente durabilité, même à basse température, une grande flexibilité et une résistance à l’eau.

Adhésifs silicones

Les colles silicones sont un matériau indispensable dans la construction, principalement pour la finition esthétique des pièces. Elles se caractérisent par une excellente flexibilité et une excellente adhérence sur de nombreux types de supports. Elles réduisent la consommation de matériau grâce à une répartition uniforme des charges et réduisent les coûts de production, remplaçant ainsi les assemblages mécaniques traditionnels, tels que les vis.

Les adhésifs silicones sont extrêmement polyvalents. Ils permettent d’assembler divers matériaux, tels que les métaux, les plastiques ou le verre. Les adhésifs silicones sont principalement des composés organosiliciés, obtenus à partir de sable et ayant la consistance d’un gel. L’un des principaux composants des adhésifs silicones de haute qualité est le silicate de sodium, formé par réaction de la silice avec l’hydroxyde de sodium . Grâce à leurs propriétés, les silicones ont efficacement remplacé les mastics pour fenêtres et divers joints de menuiserie.

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Adhésifs époxy

Les adhésifs époxy, grâce à leur résistance et à leur excellente adhérence sur de nombreuses surfaces, appartiennent au groupe des adhésifs universels aux multiples applications. L’un de leurs principaux composants est le nonylphénol, produit par le groupe PCC. Il s’agit d’un mélange d’isomères contenant principalement du p-nonylphénol. Le Nonylphenol joue un rôle d’intermédiaire dans de nombreux procédés de production.

Les adhésifs époxy doivent leur popularité à plusieurs caractéristiques :

1. Ils possèdent des groupes époxyde, hydroxyle, amino et autres groupes polaires. Ils présentent de fortes propriétés adhésives et cohésives. Ceci a un effet direct sur leur forte adhérence à de nombreux matériaux, tels que le métal, le verre et la céramique. Ils permettent également d’obtenir des mélanges à faible viscosité, améliorant ainsi l’étalement, la mouillabilité et la pénétration de la colle.
2. Ils durcissent sans libérer d’eau ni d’autres composés chimiques. Cela permet de coller des matériaux sans force (pression), ce qui est avantageux pour coller des matériaux comme le métal et le verre.
3. ils sont extrêmement résistants à une large gamme de solvants et jouent en outre le rôle de barrière efficace contre la chaleur et l’électricité,
4. vous pouvez modifier leur temps de durcissement en utilisant des agents durcisseurs spéciaux,
5. pendant le durcissement, ils rétrécissent dans une très faible mesure (même de seulement 1%), ce qui signifie que la contrainte survenant dans l’adhésif est plus faible et la liaison de l’adhésif est beaucoup plus forte,
6. ils offrent les résistances les plus élevées parmi tous les types d’adhésifs disponibles sur le marché.

L’offre du Groupe PCC pour l’industrie de la colle

Le groupe PCC produit une large gamme de polyols polyéther (série Rokopol ) destinés à la production de prépolymères , souvent appelés adhésifs monocomposants. Ils entrent dans la composition des polyols des adhésifs polyuréthanes bicomposants et sont également présents dans les mastics et les élastomères . Lors de la production de polyuréthanes, diverses substances modifiant leurs propriétés sont également utilisées, notamment les retardateurs de flamme phosphorés, disponibles dans la gamme Roflam , et les stabilisants thermiques Rostabil .

Les colles polyuréthanes sont utilisées dans de nombreux secteurs, notamment l’exploitation minière, la construction, l’automobile et l’ameublement. Dans les mines, les orogènes fissurés sont scellés grâce au PUR. De plus, cette colle scelle les structures fissurées et renforce les roches fortement détachées et les veines de charbon. Cela minimise les risques liés aux opérations minières. Les produits des gammes Promopur et Promostat sont spécialement conçus pour l’industrie minière.

Un groupe important d’adhésifs polyuréthanes est constitué de produits destinés à la construction de surfaces sportives, comme la gamme Active Play . En combinant un granulé de caoutchouc avec une colle adaptée, on obtient une surface uniforme et sans joints, utilisable sur les courts de tennis, les aires de jeux, les terrains de sport, ainsi que dans les salles de sport et les clubs de fitness. Les surfaces ainsi obtenues offrent une grande flexibilité, une grande résilience et une excellente capacité d’absorption des chocs grâce à une absorption efficace de l’énergie.

L’avenir de l’industrie de la colle

La croissance continue de la production automobile et de la demande en matériaux d’emballage a entraîné un développement considérable du secteur des adhésifs. Cette croissance résulte principalement des tendances automobiles modernes, où les travaux de soudage (pour l’assemblage des pièces du moteur) sont progressivement remplacés par des adhésifs et des mastics de haute qualité. Le deuxième moteur de cette industrie est la croissance constante des infrastructures. L’urbanisation rapide et la croissance démographique des pays en développement ont entraîné une utilisation accrue d’adhésifs de haute qualité dans le secteur de la construction. Une tendance importante dans ce secteur est également la construction de maisons écoénergétiques, où l’installation de systèmes d’isolation utilisant, entre autres, des adhésifs, est cruciale pour garantir une isolation thermique optimale du bâtiment. L’utilisation d’adhésifs modernes progresse également dans l’industrie électronique en plein essor, notamment pour la production de smartphones, de tablettes, d’ordinateurs portables et de divers gadgets et accessoires.