L’adesione non è certo iniziata con il nastro adesivo. I falegnami dell’antico Egitto usavano una colla naturale fatta di collagene animale. Sostanze naturali e viscose come la cera d’api e la resina hanno sempre tenuto insieme i materiali in modo efficace.
In tempi moderni, prima del nastro adesivo, colle ed epossidiche facevano la maggior parte del lavoro adesivo. Ma avevano seri inconvenienti, soprattutto nell’uso domestico. Il disordine, la permanenza e l’asciugatura a una finitura dura rendevano le colle tradizionali, che tipicamente si legano con mezzi chimici, meno che ottime per piccoli e veloci lavori quotidiani.
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Gli adesivi usati nel nastro lavorano in modo diverso. Sono chiamati adesivi sensibili alla pressione (PSA) e includono materiali come siliconi, acrilici e gomme – tutti polimeri a cui viene aggiunta una resina appiccicosa per aumentare l’adesività. Questi PSA si basano su reazioni fisiche, non chimiche, per aderire. Questo contribuisce a qualità come la rimovibilità e la flessibilità – alcune delle cose che amiamo di più del nastro adesivo.
In un legame sensibile alla pressione, ci sono due processi principali al lavoro: la bagnatura e le forze di van der Waal. Il primo stabilisce l’adesione. Il secondo la rende più forte.
La bagnatura è abbastanza semplice. In questo caso, si riferisce al modo in cui un adesivo solido penetra in un substrato (il materiale su cui il nastro viene applicato). L’adesivo solido usato nel nastro è bravo a bagnare perché ha una bassa energia superficiale, cioè le sue molecole di superficie si muovono molto, o sono eccitate, causando legami più deboli. Questa caratteristica permette alle molecole dell’adesivo di fluire relativamente facilmente, anche se è in forma solida, nei pori del materiale del substrato. Tutto ciò che serve è una piccola pressione. E migliore è la capacità di fluire nel substrato, più forte è il legame fisico.
Alcuni adesivi formeranno legami più forti nel tempo, poiché le molecole penetrano più in profondità nel materiale del substrato. Fin dall’inizio, però, un diverso fenomeno fisico si aggiunge alla forza dell’adesione sensibile alla pressione. Le attrazioni molecolari chiamate forze di van der Waal hanno effetto anche prima che la pressione venga applicata al nastro.
Le forze di van der Waal sono deboli attrazioni tra molecole che normalmente non hanno cariche positive o negative. Alcune molecole principalmente neutre, i cui protoni ed elettroni non sono uniformemente distribuiti, possono a volte mostrare delle cariche, note come momenti di dipolo. Queste cariche, o polarità, permettono loro di formare legami fisici con altre molecole cariche; possono, infatti, indurre cariche in altre molecole prevalentemente neutre per semplice vicinanza.
Le molecole in un adesivo sensibile alla pressione possono mostrare momenti di dipolo, e inducono momenti di dipolo corrispondenti quando si avvicinano alle molecole di superficie del substrato. Le molecole di carica opposta dell’adesivo e del substrato, al contatto, formano legami fisici, aumentando la forza dell’adesione basata sulla bagnatura.
L’adesione è solo una parte dell’equazione, però. La bellezza del nastro adesivo sta tanto nel suo design quanto nel suo legame.
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