Influenza della temperatura sugli adesivi PVA e sulla forza di adesione

Tutti gli adesivi, indipendentemente dalla loro natura, sono influenzati dalle condizioni ambientali del luogo di lavoro. Umidità, polvere e temperatura possono influenzare l'incollaggio, riducendone la forza. Tra tutti i fattori, la temperatura ha gli effetti più forti. Sono importanti sia la temperatura di stoccaggio che la temperatura della sala o del legno da incollare. Adesivi PVA - tipo aracite - sono tra quelli su cui la temperatura ha un'influenza determinante, sia nella fase di stoccaggio che in quella di lavorazione. Le temperature estreme comportano un'incollatura di scarsa qualità o la perdita di materiale.

Quali effetti ha la temperatura sugli adesivi PVA?

L'influenza di temperature estreme o di grandi variazioni di temperatura si comprende meglio analizzando la natura di questi adesivi. Gli adesivi PVA sono dispersioni acquose. Si tratta cioè di molecole (gruppi) reattive che galleggiano in acqua a una distanza tale da non reagire tra loro. Quando la distanza diminuisce, le molecole si avvicinano e reagiscono (si legano tra loro), formando l'adesivo con proprietà leganti.

La distanza tra i gruppi diminuisce per diverse ragioni, una delle quali è la diminuzione della quantità di acqua. Qui entra in gioco anche la temperatura. Quando è troppo bassa, l'acqua inizia a congelare, si formano cristalli solidi e la quantità di liquido si riduce. I gruppi reattivi iniziano a riunirsi e a reagire. Quando la temperatura è troppo alta (giornate estive calde), il risultato è lo stesso. L'acqua evapora, i gruppi si uniscono e si legano.

In entrambi i casi la reazione è irreversibile perché si forma un altro prodotto, diverso dai gruppi reattivi iniziali, che non ha più la capacità di reagire per legare gli oggetti. Il nuovo prodotto non si rompe più quando la quantità di acqua aumenta di nuovo e quindi l'adesivo viene perso.

Stoccaggio e trasporto degli adesivi

Durante i periodi invernali ed estivi, i maggiori problemi degli adesivi derivano dal trasporto e dallo stoccaggio. Le temperature molto alte o molto basse spesso fanno reagire i gruppi reattivi tra loro e la qualità dell'incollaggio ne risente.

Soprattutto in inverno, è necessario prestare attenzione allo stoccaggio degli adesivi. Non pensate che nel magazzino non ci siano -10°C e che quindi l'adesivo non possa congelare. I cristalli di ghiaccio iniziano a comparire nell'acqua non appena la temperatura si avvicina a 0°C. L'intervallo di temperatura ottimale per lo stoccaggio è compreso tra +5°C e +35°C. I problemi possono verificarsi anche durante il trasporto. Se non si utilizzano macchine riscaldate, le basse temperature possono compromettere le proprietà di adesione dell'adesivo. Soprattutto se l'adesivo rimane per tutta la notte nella macchina non riscaldata.

Poiché questi problemi si verificano nonostante le avvertenze sul trasporto e lo stoccaggio, i produttori di adesivi PVA stanno cercando di trovare soluzioni per evitarli. Esistono adesivi in grado di resistere a ripetuti cicli di gelo e disgelo, come ad esempio Adesivi TISZABOND D3D distribuito dall'azienda Szolvegy di Târgu Mureș. Gli adesivi sono formulati in modo tale da poter resistere a 3-5 cicli di gelo e disgelo. Dopo lo scongelamento, la viscosità aumenta leggermente e l'adesivo deve essere leggermente agitato. Non aggiungere più di 10% di acqua per non compromettere le proprietà dell'adesivo.

Gli adesivi PVA non possono resistere indefinitamente a tali cicli di gelo e disgelo, quindi devono essere trasportati e conservati in modo sicuro e congelati solo accidentalmente. Se il problema persiste, si arriva a un punto in cui la reazione non è più reversibile e l'adesivo è totalmente compromesso.

Temperatura durante il lavoro

Durante la lavorazione la temperatura gioca un ruolo molto importante, sia per ottenere un'adesione di qualità sia per modifica del tempo di pressatura. La temperatura dell'ambiente di lavoro è importante, così come la temperatura del legno, della colla o dei derivati del legno da incollare. Tutti dovrebbero avere valori simili, vicini a quelli raccomandati dai produttori nelle schede tecniche.

L'intervallo di temperatura ottimale per l'ambiente di lavoro è considerato di 18-20°C. Non pensate che lavorare a 15°C o 28°C vi crei problemi. È solo la temperatura ottimale a cui si riferiscono tutte le proprietà della scheda tecnica. Nella vita reale, la temperatura nelle officine può scendere fino a 5°C o salire fino a 40°C. È meglio evitare di incollare a queste temperature perché possono verificarsi problemi di resistenza della colla e sbiancamento della linea di colla.

Prima di iniziare l'incollaggio, assicurarsi che il legno e la colla siano stati portati dal magazzino e abbiano raggiunto la temperatura ambiente. Il legno freddo portato nella sala riscaldata può presentare un aumento temporaneo dell'umidità superficiale dovuto all'umidità dell'atmosfera che si condensa a contatto con il legno. Il fenomeno è simile alla condensazione dell'umidità dell'aria su un bicchiere di acqua fredda in estate. È un motivo in più per attendere che il legno raggiunga la sua temperatura e riequilibrare così la sua umidità.

La colla deve essere portata a temperatura ambiente prima di iniziare il lavoro. Altrimenti sarà più viscoso e penetrerà meno nel legno, riducendo la forza della colla. La tendenza sarà quella di diluirlo, riducendo così la quantità di sostanza attiva e aumentando il tempo di evaporazione della fase aperta. La diminuzione della quantità di principio attivo porta a una diminuzione della forza della colla.

Formazione del film adesivo e forza di adesione

Un parametro importante nel processo di incollaggio è temperatura minima richiesta per l'incollaggio (MRT) e rappresenta la temperatura alla quale l'adesivo può ancora formare un film continuo. A temperature inferiori, la pellicola non si forma più e, invece di una pellicola continua, si forma uno strato polveroso bianco privo di adesione. La temperatura alla quale si verifica questo fenomeno è chiamata anche punto di sbiancamento ei è compreso tra 3 e 5°C.

A volte una saldatura scadente, dovuta al mancato rispetto della temperatura minima, non si nota. Sembra che la pellicola si sia formata e che la saldatura sia avvenuta. Tuttavia, se le parti incollate vengono tagliate, la polvere bianca formatasi nel legno è visibile. Quando si testa la resistenza alla rottura del pezzo, questa sarà molto più bassa del normale (min.10 N/mm²).

Questo legame apparentemente buono è un problema perché è difficile da scoprire. Ecco perché i produttori cercano di abbassare la temperatura minima. L'adesivo invernale TISZABOND 3011/D3D di Szolvegy è un adesivo di questo tipo. La temperatura minima di formazione del film è di 0°C, evitando così una debole adesione alle basse temperature.

Anche le temperature molto elevate creano problemi. Se la temperatura nella sala è molto alta, l'adesivo forma molto rapidamente una pozzanghera poco profonda nella fase aperta. L'acqua all'interno della pellicola evapora più lentamente e quando i pezzi vengono pressati insieme, la colla non penetra bene nel legno e la forza dell'adesivo diminuisce. Nei periodi molto caldi, nei laboratori in cui la temperatura sale molto, si consiglia di ridurre il tempo della fase aperta e di applicare l'adesivo su entrambi gli oggetti da incollare.

Indipendentemente dagli artifici e dai prodotti di qualità superiore che i produttori pensano di realizzare, rispettate il più possibile le condizioni di lavoro ottimali. Perché la temperatura influenza anche la finitura, non solo gli adesivi, e sarà difficile mantenere alta la qualità della produzione.