Influenza della temperatura sugli adesivi PVA e sulla forza di adesione

Tutti gli adesivi, indipendentemente dalla loro natura, sono influenzati dalle condizioni ambientali dello spazio di lavoro. L'umidità, la polvere e la temperatura possono influenzare l'adesione, riducendone la forza. Tra tutti i fattori, la temperatura ha l'effetto più forte. È importante la temperatura del magazzino, la temperatura della sala o la temperatura del legno da incollare. Adesivi PVA - tipo aracite - sono tra quelli su cui la temperatura ha un'influenza determinante, sia in fase di stoccaggio che di lavorazione. Le temperature estreme comportano una cattiva qualità dell'incollaggio o la perdita di materiale.

Quali effetti ha la temperatura sugli adesivi PVA?

Analizzando la natura di questi adesivi, comprendiamo meglio l'influenza di temperature estreme o di grandi variazioni di temperatura. Gli adesivi PVA sono dispersioni acquose. Ciò significa che si tratta 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), formando l'adesivo con proprietà leganti.

La distanza tra gli ammassi diminuisce per una serie di motivi, uno dei quali è la diminuzione della quantità di acqua. È qui che entra in gioco la temperatura. Quando è troppo bassa, l'acqua inizia a congelare, si formano cristalli solidi e la quantità di liquido diminuisce. I gruppi reattivi iniziano a chiudersi e finiscono per reagire. Quando la temperatura è troppo alta (giornate estive calde), il risultato è lo stesso. L'acqua evapora, i gruppi si avvicinano e si legano.

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

Stoccaggio e trasporto degli adesivi

In inverno e in estate, 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 fare attenzione quando si conservano gli adesivi. Non pensate che non ci siano -10°C nel magazzino 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. Anche il trasporto può causare problemi. A meno che non si utilizzino macchine riscaldate, le basse temperature possono compromettere le proprietà di adesione dell'adesivo. Soprattutto se l'adesivo viene lasciato per tutta la notte in una 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 che resistono a ripetuti cicli di gelo e disgelo, come ad esempio Adesivi TISZABOND D3D distribuito dall'azienda Szolvegy a Târgu Mureș. Gli adesivi sono progettati per resistere a 3-5 cicli di gelo e disgelo. Dopo lo scongelamento, la viscosità aumenta leggermente e l'adesivo deve essere leggermente mescolato. Non aggiungere acqua in quantità superiore a 10% perché le proprietà dell'adesivo diminuiscono.

Gli adesivi PVA non possono sopportare tali cicli di gelo e disgelo all'infinito, quindi devono essere trasportati e conservati in modo sicuro e il loro congelamento deve avvenire solo accidentalmente. Se il problema persiste, a un certo punto si raggiunge la soglia in cui la reazione non è più reversibile e l'adesivo è totalmente compromesso.

Temperatura al lavoro

Durante la lavorazione, la temperatura gioca un ruolo molto importante, sia per ottenere un'adesione di qualità che per modifica del tempo di pressatura. È importante la temperatura dell'ambiente di lavoro, ma anche quella del legno, dell'adesivo 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 possa causare problemi. È solo la temperatura ottimale a cui si riferiscono tutte le proprietà riportate nella scheda tecnica. Nella vita reale, la temperatura nei laboratori può scendere fino a 5°C o salire a 40°. È meglio evitare di incollare a queste temperature perché possono verificarsi problemi di resistenza all'incollaggio e sbiancamento della linea di saldatura.

Prima di iniziare l'incollaggio, assicurarsi che il legno e la colla siano stati portati dal magazzino a temperatura ambiente. Il legno freddo portato nella sala riscaldata può presentare un aumento temporaneo dell'umidità superficiale dovuto alla condensazione dell'umidità atmosferica 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 altro motivo per attendere che il legno raggiunga la temperatura della sala e quindi riequilibri la sua umidità.

L'adesivo deve essere portato a temperatura ambiente prima di iniziare il lavoro. Altrimenti sarà più viscoso e penetrerà meno nel legno, diminuendo la forza di adesione. 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 di adesione.

Formazione del film adesivo e forza di adesione

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

A volte un incollaggio insufficiente, dovuto al mancato rispetto della temperatura minima, non si nota. Sembra che la pellicola si sia formata e che l'incollaggio sia avvenuto. Ma se si tagliano le parti incollate, si vedrà la polvere bianca che si forma nel legno. Verificando la resistenza alla rottura del pezzo, questa risulterà 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 uno di questi. La temperatura minima di formazione della pellicola è di 0°C, evitando così legami deboli alle basse temperature.

Anche le temperature molto elevate creano problemi. Se la temperatura nella sala è molto alta, la colla forma 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'incollaggio 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 espedienti e dai prodotti di qualità superiore ideati dai produttori, attenetevi il più possibile alle condizioni di lavoro ottimali. Perché la temperatura influenza anche la finitura, non solo gli adesivi, e sarà difficile mantenere una qualità di produzione elevata.