9. A Necessidade dos Adesivos

Em função das forças intermoleculares, somos tentados a concluir que todos os materiais exibem auto-adesão natural entre si. Desta forma, poderíamos nos perguntar: Qual a necessidade dos adesivos em superfícies sólidas, onde forças de interação intermoleculares podem ser previstas? A resposta a esta questão está relacionada à distância necessária para a atuação das forças de interação. Qualquer superfície sólida possui rugosidades que impedem a aproximação intermolecular ideal para a auto-adesão; por exemplo: espelhos metálicos possuem rugosidades da ordem de 50 nm ou menos, ao passo que as forças de van der Waals (as forças intermoleculares de maior alcance) são efetivas em distâncias da ordem de apenas 1 nm. 

Assim, justifica-se a necessidade dos adesivos, os quais são materiais que possuem mobilidade molecular suficiente para proporcionar o contato íntimo com as superfícies de uma junta adesiva, permitindo a atuação das forças de interação intermoleculares.

Exceções a esta regra são as superfícies cuja viscosidade é suficientemente baixa para que sofram deformação plástica, eliminando assim a rugosidade superficial. Filmes poliméricos muito finos também apresentam propriedades auto-adesivas, isto em função da reduzida espessura que permite a fácil acomodação do filme sobre superfícies.

10. Classes de Adesivos

Os adesivos devem apresentar uma elevada mobilidade molecular para proporcionar o contato íntimo com os substratos, de forma que as forças de atração intermoleculares possam atuar. Entretanto, uma vez estabelecido o contato, deseja-se que o adesivo desenvolva coesão para resistir a esforços mecânicos; tal processo é denominado cura do adesivo. Existem vários mecanismos físico-químicos que possibilitam a cura dos adesivos, os quais definem as classes dos adesivos [19].

A classe mais antiga de adesivos é a de adesivos baseados em solventes. Nesta classe encontram-se os adesivos à base de proteínas animais em água e também a dos adesivos à base de borracha e resinas em solventes orgânicos (denominados adesivos de contato). Nestes sistemas, o solvente permite a mobilidade das moléculas (polímeros ou macromoléculas) do adesivo. Com a sua saída da interface, ocorre o travamento molecular do adesivo.

Outra classe de adesivos é definida por sistemas bicomponentes. Nestes sistemas, a mistura das partes desencadeia uma reação química (geralmente uma reação de policondensação ou poliadição) que cura o adesivo. Exemplos desta classe são os adesivos epóxi e os adesivos à base de pré-polímeros de poliuretanas
Atualmente, em função de tendências ecológicas, os adesivos termo-fundíveis tem se tornado uma opção bastante atrativa. Estes adesivos são aplicados a quente na forma fluída. Com o resfriamento e subseqüente solidificação, desenvolve-se a adesão. Esta é a classe dos adesivos denominados Hot Melt, geralmente compostos por EVA (copolímero de etileno com acetato de vinila), copolímeros bloco (SIS ou SBS), resinas naturais (breu e seus derivados) e resinas derivadas das frações C5 e C9 do petróleo.

Sistemas monocomponentes reativos definem outra classe. Exemplos são os adesivos à base de pré-polímeros de poliuretanas e silicones que curam com a umidade do ar (resultado da ativação pela umidade de terminações destes pré-polímeros e subseqüente reação de poliadição), os cianoacrilatos (monômeros que se polimerizam na aplicação, por iniciação aniônica provocada pela presença de uma base fraca [2]) e os adesivos epóxi monocomponente (ativados por calor, radiação elétro-magnética ou por incidência de radiação UV).

Em alguns casos, os adesivos possuem a propriedade de auto-adesão, ou tato (pega). Estes adesivos possuem um adequado balanço entre mobilidade para o estabelecimento de atrações intermoleculares e coesão para resistir a esforços. Esta é a classe dos adesivos sensíveis à pressão, visto que a pressão acelera o estabelecimento do contato e, conseqüentemente, da adesão. Estes são os adesivos utilizados em fitas adesivas e geralmente são constituídos por borracha natural, borracha butílica, resinas (naturais e sintéticas), copolímeros bloco e acrílicos. Esta classe é bastante dependente da dinâmica de contato, visto que a adesão desenvolve-se com a difusão das moléculas da superfície. Este fator pode ser facilmente observado passando-se o dedo sobre a face adesivada de uma fita adesiva. Em velocidades baixas, pode-se sentir o tato do adesivo. Contudo, em velocidades elevadas, tem-se a sensação que a mesma superfície não apresenta adesão.

11. Tendências do Mercado de Adesivos

Historicamente, observa-se que os sistemas adesivos vêm substituindo os sistemas de fixação mecânica em aplicações de interesse industrial. Vantagens técnicas relacionadas ao desempenho de juntas adesivas associadas aos fatores de produtividades e menor custo dos adesivos são os fatores determinantes. 

As crescentes restrições ecológicas aos produtos que emitem solventes na atmosfera têm acelerado o desenvolvimento de alternativas aos tradicionais adesivos à base de solvente. Um bom exemplo é o estado da Califórnia, nos Estados Unidos, onde os adesivos à base de solvente já foram banidos. As alternativas atuais mais promissoras são os adesivos à base d’água e os Hot Melts, que ainda encontram no seu custo uma barreira para uma maior penetração.

Sistemas mais eficazes de cura, objetivando redução de tempo dos processos de produção e redução de energia, constituem outra tendência. Os adesivos bicomponentes de cura química (epóxis, acrílicos e poliuretanas) e sistemas de cura por radiação UV são alternativas já disponíveis.

Outra tendência tem sido a incorporação de funções especiais aos adesivos, como é caso de adesivos que apresentam condutividade elétrica anisotrópica para aplicações eletrônicas, ou ainda adesivos de alta capacidade de dissipação de vibrações para aplicações acústicas.

O crescente uso de plásticos de baixa energia superficial na indústria é outro fator que tem catalisado a busca de novos adesivos que eliminem processos de preparação para a colagem destas superfícies. Neste campo, já existem adesivos acrílicos (3M) capazes de aderir a superfícies de PTFE (poli-tetrafluoretileno).

Os adesivos sensíveis à pressão têm como grande vantagem a praticidade de aplicação e a rápida adesão inicial; contudo, a adesão final deixa a desejar se comparada aos adesivos denominados estruturais, os quais curam quimicamente e podem estabelecer ligações covalentes com os substratos. O recente desenvolvimento de adesivos híbridos acrílico-epóxi permitiu que os benefícios dos adesivos sensíveis à pressão e dos estruturais fossem combinados em um único produto; ou seja, estes adesivos apresentam uma rápida adesão inicial e ainda desenvolvem a cura química pela ação do calor, apresentando assim uma adesão estrutural. A mais nova geração destes adesivos híbridos cura por radiação UV, permitindo assim a colagem estrutural de substratos sensíveis ao calor. Esta nova classe de adesivos híbridos tem encontrado diversas aplicações na indústria automobilística e aeroespacial.

Um desafio atual reside na busca de adesivos de base orgânica que apresentem alta resistência à temperatura (> 400°C), o que certamente vai ampliar o horizonte de aplicações dos adesivos.

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