Adhesion började inte med tejp. Träarbetare i det gamla Egypten använde sig av naturligt lim tillverkat av kollagen från djur. Naturliga, viskösa ämnen som bivax och harts har alltid hållit ihop material på ett effektivt sätt.
I modern tid före tejp var det lim och epoxi som stod för det mesta av det klibbiga arbetet. Men de hade allvarliga nackdelar, särskilt i hushållsbruk. Smutsighet, beständighet och torkning till en hård yta gjorde att traditionella lim, som vanligtvis binds samman på kemisk väg, var mindre bra för små, snabba vardagsjobb.
Reklam
Limmen som används i tejp fungerar på ett annat sätt. De kallas tryckkänsliga lim (PSA) och omfattar material som silikoner, akrylater och gummi – alla polymerer till vilka en klibbig harts tillsätts för att öka klibbigheten . Dessa PSA-ämnen är beroende av fysiska reaktioner, inte kemiska, för att fästa. Detta bidrar till egenskaper som avtagbarhet och flexibilitet – några av de saker som vi älskar mest med tejp.
I en tryckkänslig bindning är det två huvudprocesser som är verksamma: vätning och van der Waals krafter. Den förstnämnda skapar vidhäftning. Den senare gör den starkare .
Vätning är ganska enkelt. I det här fallet avser det det sätt på vilket ett fast lim tränger in i ett substrat (det material som tejpen appliceras på). Det fasta lim som används i tejp är bra på att fukta eftersom det har en låg ytenergi, vilket innebär att dess ytmolekyler rör sig mycket, eller har energi, vilket orsakar lösare bindningar. Denna egenskap gör att molekylerna i limmet relativt lätt kan flyta in i porerna i substratmaterialet, även om det är i fast form. Allt som krävs är lite tryck. Och ju bättre förmågan att flyta in i substratet är, desto starkare är det fysiska bandet.
Vissa lim kommer att bilda starkare bindningar med tiden när molekylerna sipprar djupare in i substratmaterialet. Men redan från början bidrar ett annat fysikaliskt fenomen till styrkan hos tryckkänslig vidhäftning. Molekylära attraktioner som kallas van der Waals krafter verkar redan innan tryck appliceras på tejpen.
Van der Waals krafter är svaga attraktioner mellan molekyler som normalt sett kanske inte har positiva eller negativa laddningar. Vissa huvudsakligen neutrala molekyler vars protoner och elektroner inte är jämnt fördelade överallt kan ibland uppvisa laddningar, så kallade dipolmoment . Dessa laddningar, eller polariteter, gör det möjligt för dem att bilda fysiska bindningar med andra laddade molekyler; de kan faktiskt framkalla laddningar i andra mestadels neutrala molekyler enbart genom närhet .
Molekyler i ett tryckkänsligt lim kan uppvisa dipolmoment, och de framkallar motsvarande dipolmoment när de närmar sig ytmolekylerna i substratet. De motsatt laddade molekylerna i limmet och substratet bildar vid kontakt fysiska bindningar, vilket ökar styrkan i den vätningsbaserade vidhäftningen.
Vidhäftning är dock bara en del av ekvationen. Skönheten hos självhäftande tejp ligger lika mycket i dess utformning som i dess bindning.
Reklam