Esplorare solventi e adesivi in ​​un mondo fisso

Migliaia di anni fa - si pensa - Neanderthals ha usato Tar albero di corteccia di betulla (betula) per applicazioni di odontoiatria primitiva. L'anno scorso, è stato scoperto che la supercolla domestica era stata utilizzata per correggere una perdita di camera del reattore sottomarino nucleare.
Sebbene il concetto di progresso intellettuale stia diventando sempre più soggettivo, la criticità dell'adesione per lo sforzo umano dura. In effetti, colla, solventi e adesivi sono essenziali per la vita.
Il Consiglio degli adesivi e dei sigillanti con sede negli Stati Uniti attualmente lo stima come un'industria di $ 22 miliardi in Nord America. A livello globale, si pensava che valesse 50 miliardi di euro dall'associazione dell'industria europea adesiva e sigillanti nel 2020. E ancora, in qualsiasi momento il valore del settore industriale effettivamente si trova, i sigillanti sono fondamentali per i mercati di costruzione e costruzione, operazioni di montaggio e trasporto applicazioni.

Storia del legame in bilico per l'interruzione

Proprio come le considerazioni leggero hanno scatenato lo spostamento della saldatura dei sigillanti come tecnica di giunzione, la riflessione in corso può slacciare la presa di colla su una vasta gamma di applicazioni. Man mano che le materie prime per i materiali di produzione e i leganti nei prodotti moderni si evolvono, in che modo gli adesivi, i sigillanti e i settori dei solventi gestiranno le aspettative?

Cosa significheranno la decarbonizzazione e il nostro futuro netto zero per un'industria in cui la propensione del petrolio al legame e al legame è stata così apprezzata?
In che modo la non degradabilità della colla a base di petrolio si adatterà in un mondo del 21 ° secolo? Un mondo, cioè, che ha bisogno di adesivi per cedere il posto in modo che le merci possano essere smantellate alla fine della vita di un prodotto.

Con meno del 40% dei rifiuti elettronici riciclati nell'UE, la legislazione per rendere l'elettronica più facile da smantellare e riparare sarà in atto dal 2027.

Piano d'azione per l'economia circolare dell'UE (CEAP) Secondo la ricerca condotta nell'ambito del piano di azione economica circolare del blocco commerciale, meno del 40% dei rifiuti elettronici viene riciclato nell'Unione europea. Per migliorare la situazione, quest'anno è stata approvata la legislazione. Dal 2027, tutta l'elettronica venduta nel blocco di trading deve avere batterie facilmente rimovibili e sostituibili.

I telefoni cellulari usano molti adesivi. Sono utilizzati per legare i componenti, tra cui la finestra del display in vetro, la lente della fotocamera, la batteria, la tastiera e i componenti dell'interruttore nella membrana.

Aggiungi gli adesivi usati per assemblare il circuito stesso, il composto invasativo, i rivestimenti e gli epossidici conduttivi e hai molta colla. Poiché i produttori di dispositivi mobili valutano i vantaggi del ritorno a fissaggi tradizionali come le viti, il settore degli adesivi è pronto per il cambiamento. Le colle reversibili per cellulari ed elettrici potrebbero essere la chiave per salvare quel enorme mercato finale adesivo?

Un artigianato di gabinetto

Le colle sono state combinate con materiali come il legno per millenni. Il compensato, ad esempio, è preservato nelle antiche tombe egiziane. La colla della mummificazione era a base animale e realizzata con collagene provenienti da ossa e pelli.

La colla delle ossa in seguito ha formato un prodotto chiave nella cassetta degli attrezzi di Expert Cabinetmaker. L'osso era macinato in polvere prima di essere bollito in acqua calda, che era evaporata ed essiccata in una gelatina dura.

Factfile

Fortificato con adesivo, il compensato può rivelarsi più forte dell'acciaio. Risolve inoltre il problema più critico della lavorazione del legno: i cambiamenti di umidità che causano l'espansione e il contratto dei prodotti in legno vergine.

Mentre la tecnica per la creazione di prodotti in compensato potrebbe essere durata, la materia attaccata utilizzata ha - e volontà - evolversi.

Oggi, i softdone più comunemente usati per la produzione di compensato sono abeti e pini. Per le applicazioni in legno in legno, vengono scelti alberi come quercia, pioppo, acero, ciliegia e larice.

Le tecniche di cottura a coda di coda che utilizzano la colla ossea sono state impiegate da produttori di mobili di fascia alta sia del XVIII e del XIX secolo. E il compensato è alla base della metà del XX secolo designer scandinavi che hanno realizzato i disegni sinuosi che raccogliamo e ammiramo oggi. La sua disposizione incrociata crea un prodotto più stabile rispetto a un prodotto in legno di materia prima.

Come è passata la metodologia in compensato

Fu la malleabilità scultorea di Plywood a attirare l'interesse della comunità del design danese. Gran parte dei mobili collezionabili di quell'epoca che decorano le case oggi comprende una colla composita urea -formaldeide (UF). Tradizionalmente, quella era la colla usata per legare le pile bidirezionali di impiallacciatura in legno in quei pezzi ricercati.

Le somiglianze nella collaborazione di Stora ENSO con lettvijas finieris alla soluzione di colla per la corteccia di corteccia di betulla dell'uomo di Neanderthal suggeriscono che l'umanità sta regredendo al progresso.

Oggi, tuttavia, il produttore di prodotti di Birch Plywood con sede in Lettonia Latvijas Finieris usa una colla biobaseta. Ricordando il catrame di Birch Tree di Neanderthal, sfruttando le colle della natura che l'umanità sta regredendo in nome del progresso.

Il nuovo co-sviluppatore della colla-Forest Products and Renewable Materials Company Senta ENSO-spiega il modo in cui ha sostituito i fenoli a base di fossili con lignina. L'uso del materiale di ramificazione che tiene insieme le piante riduce il potenziale impatto ambientale del prodotto fino al 49% rispetto ai materiali tradizionali, afferma la partnership.

Nuove colle per oggi e domani ...

Ecosynthetix con sede in Canada utilizza proteine ​​e amidi come materie prime nei suoi leganti e biopolimeri ingegnerizzati. Targeting per compositi in legno e mercati di carta e imballaggi, riducono la dipendenza dalla formaldeide e dai prodotti chimici a base di stirene.

E non mancano ricerche su alternative più sostenibili a adesivi, sigillanti e solventi a base di petrolio. L'anno scorso i ricercatori della Syracuse University di New York hanno rivelato l'adesione naturale di Mycelio nelle applicazioni composite in legno.

E all'inizio di quest'anno, uno studio pubblicato su Nature Journal ha lanciato il chitosano e le resine epossidiche biobase come promettenti alternative per i tradizionali adesivi UF nei prodotti ingegnerizzati in legno. Il team di ricerca ha utilizzato zuccheri dallo scheletro esterno dei crostacei nell'innovazione.

Innovazione dell'aviazione

All'inizio dell'innovazione dell'aviazione, un composito in compensato era il materiale di riferimento. Persino la zanzara per aerei bombardieri alleati della seconda guerra mondiale, considerata uno dei velivoli operativi più veloci al mondo in quel momento, era in gran parte costruita con compensato e abete rosso. L'aereo fu soprannominato la "meraviglia di legno.

Il suo adesivo di assemblaggio includeva caseina, una sostanza latte con proprietà che a volte venivano migliorate usando la glicerina. In una fase successiva, questo è stato sostituito da una colla sintetica composta da urea e formaldeide, che era considerata più durevole.

Non è che gli aerei a base di compensato non siano costruiti oggi. Azienda francese, Robin Aircraft ha costruito aerei da aviazione usando il legno dal 1957. L'intera struttura dell'aereo, le ali, in crescita in 100 kg ciascuna: fusoliera, coda e stabilizzatore orizzontale di un modello di punta che le costruzioni di Robin sono fatte in compensato. I boschi includono betulla, pino dell'Oregon e abete europeo. Un'ala pesa solo 100 kg e impiega 250 ore per la costruzione.

Prima che le leghe di metallo e alluminio emersero come più durevoli, anche se altrettanto leggere, soluzioni per la progettazione e la produzione dell'aereo, tutti gli aerei sono stati costruiti utilizzando compositi in legno.

Prima che le leghe di metallo e alluminio emersero come più durevoli, anche se altrettanto leggere, soluzioni per la progettazione e la produzione dell'aereo, tutti gli aerei sono stati costruiti utilizzando compositi in legno. Alcuni produttori sono interessati a reintrodurre questo materiale naturale poiché subisce meno affaticamento rispetto ai metalli che lo hanno sostituito.

Resine epossidiche

Mentre il mondo stava ancora bilanciando l'utilità di materiali a base di legno e metalli più malleabili rispetto all'acciaio tradizionale, è emersa una nuova classe di materiali leggeri. Gli ingegneri aerospaziali hanno presto rivolto la loro attenzione alla resina epossidica, un nuovo modo per fissare e fissare le cose emerse alla fine della seconda guerra mondiale.

Combinando l'adesione della resina epossidica con fibre ad alte prestazioni, gli ingegneri hanno creato nuovi materiali chiamati compositi. Dreamliner 787 di Boeing va in qualche modo per dimostrare l'impatto dei materiali epossidici sulla vita moderna.

Il jetliner di Boeing è composito all'80% per volume dei componenti e 50% composito in peso. La struttura primaria del piano comprende una miscela di materiali, tra cui compositi a matrice polimerica rinforzata in fibra di carbonio. Gli aerei Boeing usano l'adesivo a 2 componenti epossidici di Araldite da Huntsman.

Gli epossidici sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni adesive aerospaziali. La loro resistenza e la bassa densità li rendono adeguati filler di bordo a nido d'ape per i compositi di legame. Riducono anche il peso complessivo dell'imbarcazione aerospaziale.

Le tecnologie a base di resina epossidica sono utilizzate nelle turbine eoliche, ma ciò ha suscitato preoccupazioni sulla sostenibilità della fonte di energia.

Successivamente, le tecnologie a base di resina epossidica che hanno reso il volo più veloce e più comodo (a causa delle loro proprietà di isolamento) sono finite nelle turbine eoliche.

Sebbene alla testimonianza della durata del materiale e delle proprietà leggere, il caso di utilizzo della turbina eolica ha suscitato preoccupazioni sulla sostenibilità della fonte di energia. Ciò che alcuni descrivono come la più grande collezione del mondo di lame eoliche indesiderate, che si trovano in Sweetwater, nel Texas occidentale, contestualizza i flussi di rifiuti di Renewable Power.

L'enigma della turbina eolica

Per ridurre l'impronta di carbonio della produzione di lama della turbina eolica, i ricercatori nazionali di laboratorio di energia rinnovabile hanno sviluppato un nuovo materiale designato in pecan.

Non correlato al drupe Hickory (o dado, come più comunemente noto) usato nelle torte americane, le pecan sta per "rete in poliestere adattabile". Il composto è realizzato con il sorbitolo dell'estratto vegetale, uno dei 12 migliori elementi di costruzione di biomassa secondo un rapporto del Dipartimento dell'Ambiente degli Stati Uniti del 2004.

Con le autorità statunitensi e dell'UE desiderose di ridurre le emissioni di formaldeide, adesivi e colle compositi UF sono sempre più emarginati nei prodotti finali

Oggi, tuttavia, le colle composite UF sono sempre più emarginate nei prodotti finali. Già nel 2016, l'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti ha legiferato per ridurre l'esposizione alle emissioni di formaldeide.

Nel frattempo, nell'UE, le restrizioni saranno in atto per gli articoli che emettono formaldeide al di sopra di alcuni livelli a partire dal 2026. I legislatori canadesi ne hanno limitato l'uso e le importazioni per qualche tempo.

Adesivi e colla: sballare

Man mano che la pratica sostenibile avanza, anche i progetti di applicazioni per le quali i legami di colla sono diventati sempre più permanenti cambieranno.

Lo smantellamento dei prodotti alla fine della vita è la chiave per un'economia circolare. La capacità di separare le parti distinte dei beni di consumo per il riciclaggio e il riutilizzo diventerà più importante.

Prenditi attenzione alla facilità di smantellare i prodotti alla fine della vita. Sempre più, l'attenzione è in grado di separare le parti distinte dei beni di consumo in modo che possano essere riciclati e riutilizzati. Nel settore dell'imballaggio, diversi tipi di plastica sono spesso combinati nei processi di produzione. Ci rende difficili il riciclaggio e aumenta la probabilità del loro incenerimento, che spreca una risorsa preziosa.

Poiché l'onere sarà sul settore per superare questo problema, gli sforzi di ricerca e sviluppo sono focalizzati sulle soluzioni. La società di sostanze chimiche tedesche Henkel il mese scorso ha svelato un adesivo acrilico a base d'acqua progettata per le etichette cinematografiche olefiniche utilizzate per il lavaggio dalle bottiglie di animali domestici. Il prodotto è stato certificato come non avendo effetti negativi sul percorso di riciclaggio per le bottiglie di animali trasparenti, un "attivatore chiave per un'economia veramente circolare", afferma l'azienda.

Ed è forse solo una questione di tempo prima che questa premessa venga lanciata agli imballaggi alimentari e ad altri beni di consumo in rapido movimento.

A causa della mancanza di biodegradabilità, gli adesivi sintetici e i rivestimenti di imballaggio sono spesso difficili da gestire per il riciclaggio di piante e macchinari. La strategia di plastica dell'UE, tuttavia, cerca di combattere questo ostacolo alla sostenibilità. L'organismo commerciale sta legiferando per un futuro in cui tutti gli imballaggi in plastica sono progettati per essere riciclabili o riutilizzabili. La data per raggiungere questo obiettivo è il 2030.

Ma è indubbiamente che il piano per il futuro implicherà la progettazione di tutti i prodotti, inclusi in modo incluso, in modo adatto al riciclaggio. È probabile che ciò sia fondamentale come incorporare contenuti riciclati in nuovi prodotti. Il produttore di abbigliamento sportivo Adidas crea già una sneaker che è poliuretano termoplastico al 100% (TPU) in modo che possa essere riciclata del tutto.

Il polimero termoplastico del polimero termoplastico della scarpa di futurecraft può quindi essere raccolto, ordinato, macinato, lavato, fuso e pelletizzato per la rivendita.

Se il trainer originale fosse dotato di componenti in poliestere, questi avrebbero dovuto essere rimossi (così anche qualsiasi adesivo usato) prima che l'elemento di fine vita potesse iniziare il processo di riciclo. Il calzolaio Clarks ha prodotto una sneaker in pelle scamosciata a cinque pezzi, senza colla. Invece, un filo di nylon monomateriale riciclabile al 100% fissa i suoi elementi in uno.

Queste soluzioni interrompono i mercati degli adesivi PU nelle applicazioni di calzature? I produttori di resina PU liquida aromatica sono preparati per i cambiamenti?

Materiali di attacco in rovina

Un team di ricerca presso l'Università del Newcastle nel Regno Unito ha recentemente sviluppato una colla a base d'acqua che aderisce robustamente in una gamma di pH neutra e si stacca in ambienti acidi o alcalini. Presentato come un'adesione reversibile elettrostatica, il team ha pubblicato un documento scientifico sull'innovazione nella rivista scientifica Angewandte Chemie.

Il team ha copolimerizzato i petrolchimici stirene e butil acrilato - sottosettori chimici seguiti dal team di risorse - per produrre un tensioattivo in grado di retrosettare. È stato inoltre dimostrato che un acrilato di petrolio di soia epossidico - newly aggiunto a Orbichem360 questo mese - può sostituire lo stirene.

Adesivi, colla e solventi a base di petrolio sono più comunemente usati oggi, ma le richieste nette zero riduciamo, riutilizziamo e ricicliamo i beni di consumo in modo che le cose dovranno cambiare.

Le mosse come questa potrebbero precipitare una situazione appiccicosa per i produttori di colle e adesivi e le catene di valore che li servono. Adesivi, colla e solventi a base di petrolio sono attualmente i più comunemente usati. Ma mentre i produttori lanciano i loro prodotti a un mondo desideroso di ridurre, riutilizzare e riciclare i beni di consumo, il paesaggio cambierà sicuramente.

Oggi, il modo in cui le generazioni future si fonde e collegheranno gli articoli insieme in modo appropriato. Potrebbe essere la lignina che forma la struttura di piante e alberi che rende le colla di domani ... forse sarà il micelio o una risorsa che gli umani non hanno ancora immaginato, studiato o commercializzato.

Tuttavia, è indubbiamente che il futuro dell'adesione promette di essere pieno di innovazione e immaginazione come la sua storia.