L’adhésion n’a certainement pas commencé avec le ruban adhésif. Les menuisiers de l’Égypte ancienne utilisaient une colle naturelle à base de collagène animal. Les substances naturelles et visqueuses comme la cire d’abeille et la résine ont toujours maintenu les matériaux ensemble de manière efficace .
A l’époque moderne, avant le ruban adhésif, les colles et les époxies faisaient la plupart du travail d’adhésion. Mais elles présentaient de sérieux inconvénients, notamment pour l’usage domestique. La saleté, la permanence et le séchage jusqu’à une finition dure, tout cela rendait les colles traditionnelles, qui collent généralement par des moyens chimiques, moins bonnes pour les petits travaux rapides de tous les jours.
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Les adhésifs utilisés dans le ruban adhésif fonctionnent différemment. Ils sont appelés adhésifs sensibles à la pression (PSA) et comprennent des matériaux comme les silicones, les acryliques et les caoutchoucs — tous des polymères auxquels on ajoute une résine collante pour augmenter l’adhérence . Ces PSA reposent sur des réactions physiques, et non chimiques, pour adhérer. Cela contribue à des qualités telles que l’amovibilité et la flexibilité — certaines des choses que nous aimons le plus dans le ruban adhésif.
Dans un lien sensible à la pression, il y a deux processus principaux à l’œuvre : le mouillage et les forces de van der Waal. Le premier établit l’adhésion. Le second la rend plus forte.
Le mouillage est assez simple. Dans ce cas, il s’agit de la façon dont un adhésif solide pénètre dans un substrat (le matériau sur lequel le ruban est appliqué). L’adhésif solide utilisé dans le ruban est bon pour le mouillage parce qu’il a une faible énergie de surface, ce qui signifie que ses molécules de surface se déplacent beaucoup, ou sont énergisées, ce qui entraîne des liaisons plus lâches. Cette caractéristique permet aux molécules de l’adhésif de s’écouler relativement facilement, même s’il est sous forme solide, dans les pores du matériau de support. Il suffit d’une petite pression. Et plus la capacité à s’écouler dans le substrat est grande, plus le lien physique est fort.
Certains adhésifs formeront des liens plus forts avec le temps, à mesure que les molécules s’infiltrent plus profondément dans le matériau du substrat. Dès le départ, cependant, un phénomène physique différent ajoute à la force de l’adhésion sensible à la pression. Des attractions moléculaires appelées forces de van der Waal prennent effet avant même que la pression ne soit appliquée sur le ruban.
Les forces de van der Waal sont de faibles attractions entre des molécules qui peuvent normalement ne pas avoir de charges positives ou négatives. Certaines molécules principalement neutres dont les protons et les électrons ne sont pas répartis uniformément peuvent parfois présenter des charges, appelées moments dipolaires . Ces charges, ou polarités, leur permettent de former des liaisons physiques avec d’autres molécules chargées ; elles peuvent, en fait, induire des charges dans d’autres molécules principalement neutres par simple proximité .
Les molécules d’un adhésif sensible à la pression peuvent présenter des moments dipolaires, et elles induisent des moments dipolaires correspondants lorsqu’elles se rapprochent des molécules de surface du substrat. Les molécules de charge opposée de l’adhésif et du substrat, au contact, forment des liaisons physiques, augmentant la force de l’adhésion basée sur le mouillage.
L’adhésion n’est cependant qu’une partie de l’équation. La beauté du ruban adhésif réside autant dans sa conception que dans sa liaison.
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