กาวกาว

กาวเป็นสารยึดเกาะที่ช่วยยึดวัสดุเข้าด้วยกัน สามารถพบได้ตามธรรมชาติหรือผลิตขึ้นโดยการสังเคราะห์ มนุษย์ใช้กาวมานานนับพันปี โดยเริ่มจากมนุษย์ยุคหินที่ใช้ไม้เบิร์ชทาร์ติดเครื่องมือเข้ากับด้ามไม้

กาวร้อนละลายมีความหลากหลาย แห้งเร็ว และทนทาน พวกเขายังสามารถสร้างซีลป้องกันการงัดแงะได้และมักจะมีราคาไม่แพง

พันธะเคมี

กาวและสารยึดติดถูกนำมาใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย โดยทั่วไปจะนำไปใช้กับสองพื้นผิวที่จำเป็นต้องเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน และต้องใช้แรงรวมกันเพื่อยึดให้เข้าที่ แรงเหล่านี้รวมถึงการยึดเกาะและการยึดเกาะ หากต้องการสร้างความผูกพันที่แน่นแฟ้น สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าพลังเหล่านี้ทำงานอย่างไร กาวสามารถสร้างพันธะได้สามประเภท: เชิงกล เคมี และ Van der Waals พันธบัตรแต่ละประเภทมีลักษณะและคุณสมบัติของตัวเองซึ่งทำให้เหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะอย่างไม่มากก็น้อย

โดยทั่วไปกาวชนิดที่แข็งแรงและทนทานที่สุดคือกาวเคมี เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีของพื้นผิวที่เกาะติดกันเปลี่ยนโครงสร้างและหลอมรวมเข้าด้วยกัน กาวประเภทนี้มักใช้ในอุตสาหกรรมก่อสร้างและโดยผู้เชี่ยวชาญ อย่างไรก็ตาม อาจเป็นเรื่องยากที่จะใช้ในบางสถานการณ์ เนื่องจากต้องใช้พื้นผิวเฉพาะในการยึดติด หากพื้นผิวหยาบเกินไปจะป้องกันไม่ให้กาวเกาะติดกับพื้นผิว นอกจากนี้ สารปนเปื้อนบนพื้นผิวสามารถป้องกันการเปียกของกาวจากซับสเตรตได้ เพื่อลดปัญหาเหล่านี้ แนะนำให้เตรียมพื้นผิวก่อนติดกาว

กาวเคมียังมีความหลากหลายมากที่สุด เนื่องจากสามารถใช้งานได้หลากหลาย ซึ่งรวมถึงการเชื่อมทางอุตสาหกรรม การเคลือบผิว และกาวยึดโครงสร้าง นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อผูกวัสดุที่แตกต่างกันและใช้สำหรับงานคอมโพสิตได้ กาวสมัยใหม่หลายชนิดเป็นอนุพันธ์ของปิโตรเคมีที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลัก และใช้ในการยึดติดวัสดุหลายชนิด รวมถึงโลหะด้วย

กาวประกอบด้วยสารยึดเกาะ สารเติมแต่ง และตัวทำละลาย สารยึดเกาะคือของแข็งที่ต้องละลายในตัวทำละลายจึงจะสามารถจัดการได้ ตัวทำละลายเหล่านี้โดยทั่วไปคืออะซิโตน สุราจุดเดือด เมทิลอะซิเตต และเมทิลเอทิลคีโตน (MEK) นอกจากนี้ยังมีกาวบางชนิดที่ไม่ต้องใช้ตัวทำละลายใดๆ และเรียกว่า "ปราศจากตัวทำละลาย" กาวที่มีตัวทำละลายอาจเป็นอันตรายต่อการใช้งานและต้องเก็บให้ห่างจากเด็กและแหล่งกำเนิดประกายไฟ เมื่อใช้งานแนะนำให้สวมแว่นตานิรภัยและปฏิบัติตามคำแนะนำบนฉลากอย่างระมัดระวัง

พันธะทางกล

กาวมีประโยชน์มากในการเชื่อมต่อพื้นผิวต่างๆ เข้าด้วยกัน มีการใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การซ่อมแซมบ้านธรรมดาไปจนถึงการก่อสร้างทางอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม กระบวนการเบื้องหลังการติดกาวอาจดูซับซ้อนและลึกลับ เนื่องจากกาวเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นในระดับจุลภาค ความแข็งแรงและความทนทานของพันธะกาวขึ้นอยู่กับการยึดติดหลักสามประเภท ได้แก่ การยึดเกาะ การยึดเกาะ และการประสานทางกล

โดยทั่วไปกาวจะถูกสร้างขึ้นด้วยโพลีเมอร์ซึ่งเป็นสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ที่จับกับสารอื่นได้ง่ายและสร้างพันธะที่แข็งแกร่ง กาวทั่วไปหลายชนิดทำจากน้ำซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้กาวแข็งตัวทันที ช่วยให้กาวซึมเข้าไปในรูพรุนของทั้งพื้นผิวและพื้นผิวที่ทากาว จากนั้นกาวจะสร้างพันธะกับพื้นผิวของสารตั้งต้นแต่ละชนิด ซึ่งเรียกว่าพันธะประสาน นอกจากการเชื่อมต่อแบบกลไกแล้ว กาวยังสามารถให้ความยืดหยุ่นและลดแรงสั่นสะเทือนอีกด้วย

ปัจจัยหลายประการอาจส่งผลต่อคุณภาพของพันธะกาว รวมถึงอุณหภูมิ ความชื้น และองค์ประกอบทางเคมี สภาพแวดล้อมเหล่านี้อาจส่งผลต่อปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลระหว่างกาวและซับสเตรต ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อพันธะได้ นอกจากนี้ ความหนืดของกาวยังอาจได้รับผลกระทบจากปัจจัยเหล่านี้อีกด้วย ดังนั้นกระบวนการผลิตจึงต้องคำนึงถึงปัจจัยเหล่านี้เมื่อเลือกกาว

กาวที่พบบ่อยที่สุดชนิดหนึ่งคือกาวร้อน ซึ่งใช้การหลอมและการระบายความร้อนของโพลีเมอร์เพื่อสร้างพันธะ มีจำหน่ายทั้งแบบจุดหลอมเหลวต่ำและสูง และสามารถใช้ในการยึดเหนี่ยววัสดุได้หลากหลาย รวมถึงวัสดุที่มีรูพรุนและไม่มีรูพรุน ใช้งานง่าย แต่ต้องมีการจัดการอย่างระมัดระวัง สิ่งสำคัญคือต้องปฏิบัติตามขั้นตอนที่เหมาะสมก่อนทากาวร้อน และควรใช้โดยผู้ที่ได้รับการฝึกอบรมอย่างเป็นทางการเท่านั้น

กาวสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้สารเคมีหรือผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ เช่น เหงือกและโปรตีนจากสัตว์ โดยทั่วไป พันธะเคมีจะแข็งแรงกว่าพันธะเชิงกล และทนทานกว่าตัวยึดโลหะ อย่างไรก็ตาม อาจไวต่อการบิดเบือนจากความร้อนและความเครียดได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเลือกกาวที่เหมาะสมสำหรับแต่ละการใช้งาน

ความผูกพันของฟาน เดอร์ วาลส์

กาวที่เราใช้ติดวัสดุเข้าด้วยกันมีหลากหลายรูปแบบ แม้ว่าจะมีความแตกต่างกันมากมาย แต่พวกมันทั้งหมดก็อาศัยกระบวนการโมเลกุลบางอย่างเพื่อจับวัสดุที่ระดับพื้นผิว การยึดเกาะที่สร้างมีความแข็งแรง ทนทาน และทนต่อสารเคมีและความร้อน แต่พวกเขาจะทำอย่างไร? มาดูกลไกการติดกาวประเภทต่างๆ กันดีกว่า

การติดกาวประเภทแรกและพื้นฐานที่สุดเกี่ยวข้องกับแรงของ Van der Waals แรงเหล่านี้เกิดจากไดโพลชั่วคราวที่สร้างขึ้นในกลุ่มเมฆอิเล็กตรอนของโมเลกุล แรงเหล่านี้ทำให้โมเลกุลของกาวดึงดูดซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดพันธะที่อ่อนแอระหว่างพวกมัน แรงเหล่านี้รับผิดชอบต่อคุณสมบัติของกาวส่วนใหญ่ในกาวส่วนใหญ่ รวมถึงการเปียกและการเจาะเข้าไปในช่องว่างและรูพรุนขนาดเล็ก

ขึ้นอยู่กับประเภทของพื้นผิว แรงเหล่านี้สามารถเสริมกำลังได้ด้วยปฏิสัมพันธ์ของกลุ่มขั้ว ส่งผลให้เกิดพันธะที่แข็งแกร่งขึ้น อย่างไรก็ตาม พื้นผิวส่วนใหญ่มีขั้วไฟฟ้าต่ำ และจำเป็นต้องได้รับการบำบัดหรือรองพื้นเพื่อเพิ่มขั้วและปล่อยให้ของเหลวเปียกได้ง่าย

กาวบางประเภทยังสร้างพันธะโควาเลนต์กับพื้นผิวที่กาวยึดติดด้วย ซึ่งส่งผลให้คุณสมบัติของกาวมีความแข็งแรงและติดทนนานกว่ามาก พันธะเคมีเหล่านี้เกิดขึ้นจากการทำปฏิกิริยากาวกับสารเคมีที่มีอยู่บนพื้นผิวของวัสดุที่ถูกพันธะ ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่ได้รับการควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าพันธะที่เกิดขึ้นจะแข็งแกร่งและติดทนนาน

กาวชีวการแพทย์จะต้องสามารถยึดเกาะได้ในระดับสูง ขณะเดียวกันก็ทำให้เกิดกระบวนการเปลี่ยนแปลงในเนื้อเยื่อที่ใช้รักษาได้ ในการทำเช่นนี้ นักวิจัยได้พัฒนากาวที่มีโปรตีนเป็นหลักซึ่งมีความต้านทานแรงดึงสูงและการยึดเกาะที่ดีกับพื้นผิวที่แข็งและอ่อน ความแข็งแรงในการยึดเกาะเทียบได้กับกาวซุปเปอร์กาวไซยาโนอะคริเลตเชิงพาณิชย์ และสูงกว่ากาวที่มีโปรตีนอื่นๆ

สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งของกาวคือความสามารถในการแห้งเร็ว ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานได้ในสถานการณ์ที่ไม่สามารถยึดวัสดุที่ติดแน่นไว้ได้ กาวประเภทนี้ใช้ตัวทำละลายเพื่อป้องกันไม่ให้แห้งขณะทา และระเหยไปเมื่อกาวแห้งตัว

การแพร่กระจาย

ในการติดยึดประเภทนี้ กาวจะแทรกซึมเข้าไปในรูพรุนในพื้นผิวที่ยึดติดหรือรอบๆ ส่วนที่ยื่นออกมาบนพื้นผิว และถูกยึดเหนี่ยวทางเคมีกับวัสดุ มีความแข็งแรงมากและใช้ในการก่อสร้างบางประเภทได้ โดยทั่วไปการยึดเกาะประเภทนี้จะใช้กับกาวติดไม้ แต่ก็สามารถพบได้ในพลาสติกและแก้วเช่นกัน อย่างไรก็ตาม กาวประเภทนี้ทำงานได้ไม่ดีในบริเวณที่มีความเครียดสูงและมักจะสงวนไว้สำหรับการซ่อมแซมเล็กๆ น้อยๆ

มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของกาวสำหรับการใช้งานเฉพาะ นอกจากโครงสร้างทางเคมีของกาวแล้ว สภาพพื้นผิวยังต้องเหมาะสมสำหรับการติดด้วย ต้องพิจารณาขนาดของวัสดุพิมพ์และข้อกำหนดมาตรฐานหรือคุณภาพด้วย ต้นทุนของกาว อุปกรณ์จ่ายและบ่ม และค่าแรงก็ถือเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญเช่นกัน

ความสามารถของกาวในการเจาะพื้นผิวของซับสเตรตมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการยึดเกาะที่ดี นี่คือฟังก์ชันของความสามารถในการเปียกของกาวและความเข้ากันได้ของกลุ่มโมเลกุลกับกลุ่มโมเลกุลของสารตั้งต้น การเตรียมพื้นผิวล่วงหน้าสามารถช่วยปรับปรุงความสามารถในการทำให้กาวเปียกได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนที่รบกวนกระบวนการยึดเกาะได้อีกด้วย

กาวทำจากวัสดุหลากหลายชนิด รวมถึงโปรตีนจากสัตว์ แป้ง และโมเลกุลสังเคราะห์ บางชนิดใช้น้ำ ในขณะที่บางชนิดใช้ตัวทำละลาย นอกจากนี้ยังมีกาวแรงดันและกาวร้อนละลาย กาวเซลลูโลสที่พบมากที่สุดทำจากซีรั่มอัลบูเมน ซึ่งเป็นส่วนประกอบของเลือดที่สามารถสกัดได้จากเลือดสดหรือเลือดแห้ง แล้วผสมกับอัลคาไลเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของกาว กาวเซลลูโลสอื่นๆ ได้แก่ เดกซ์ทรินและแป้งที่ได้มาจากพืช

กาวมีหลายประเภท และแต่ละประเภทก็มีประโยชน์เฉพาะตัวของตัวเอง บางชนิดมีความแข็งแรงมากกว่าชนิดอื่นๆ ในขณะที่บางชนิดสามารถรับมือกับพื้นผิวบางประเภทได้ดีกว่า มีกาวบางชนิดที่สามารถละลายในน้ำหรือแอลกอฮอล์ได้ ทำให้ใช้งานได้หลากหลาย สิ่งสำคัญที่สุดที่ต้องจำไว้เมื่อเลือกกาวคือการเลือกกาวให้ตรงกับความต้องการของคุณ ไม่มีสิ่งที่เรียกว่ากาวอเนกประสงค์ แต่คุณสามารถค้นหากาวที่เหมาะกับงานใดก็ได้โดยพิจารณาจากลักษณะและการใช้งาน