Ljepila i proces njihovog lijepljenja

Ljepila i proces njihovog lijepljenja

 Ljepila koja se koriste za lijepljenje drva moraju biti dovoljno postojana u vodi, otporna na gljivične infekcije i moraju imati visoku čvrstoću spoja koji stvaraju. Ova čvrstoća mora ići do krajnje čvrstoće na smicanje drva koje se lijepi.

Ljepila se prema porijeklu dijele u tri vrste:

  1. životinjski, koji se izrađuju od bjelančevina životinjskog podrijetla (mlijeko, krv, kosti i koža životinja).U ovu skupinu spadaju koštano (tvutkalo), kožno, albuminsko i kazeinsko ljepilo;
  2. biljni, koji se izrađuju od škroba i biljnih proteina (sjemenke graha, vetiver, sojin kvasac, sjemenke suncokreta itd.). U ovu skupinu spada i škrobno ljepilo,
  3.  sintetski, dobiven kemijskim putem iz fenola, formaldehida i karbamida.

Ljepila se dijele na visoko stabilna u vodi, stabilna u vodi i nepostojana u vodi. Visokootporna ljepila u vodi podnose djelovanje vode temperature 100oC bez većeg smanjenja adhezivne čvrstoće (fenol-formaldehidna ljepila). Vodootporna ljepila pod utjecajem vode temperature 18 do 20oC općenito ne smanjuju značajno adhezivnu snagu (urea smole i albuminska ljepila). Ljepila nestabilna u vodi gube snagu lijepljenja pod utjecajem vode (kost, koža, kazein-amonijak).
Ljepila se također dijele na termoreaktivna ili ireverzibilna i termoplastična ili reverzibilna. Termoreaktivna ljepila se pod utjecajem temperature pretvaraju u tvrdu, netopljivu i ireverzibilnu tvar (karbamidna i melarninska smola). Pod utjecajem topline termoplastična ljepila se tope, a nakon hlađenja otvrdnu i ne mijenjaju svoju kemijsku prirodu (koštano i kožno tkivo). Najviše se koriste termoplastična ljepila, posebice stolarska ljepila i ljepila za kožu. Za proizvodnju vodootporne šperploče koriste se termoreaktivna ljepila.
Kvaliteta stolarskog ljepila određena je njegovom topljivošću, kvašljivošću, bubrenjem, koloidnošću, sposobnošću pjenjenja, stvrdnjavanja, truljenja, veznošću i ljepljivošću.
Topivost ljepila određena je temperaturom vode. Na temperaturi ispod 25oC ljepilo se ne otapa. Stoga se bubrenje suhih prostirki u pločicama i prostirkama od riblje ljuske može provoditi samo na temperaturi iznad 25°C.oC. Iznad 70 - 80oC ne treba zagrijavati tijesto.
Vlažnost pusta ne smije prelaziti 15 - 17%, stoga ga treba skladištiti na suhim, dobro prozračenim mjestima. Filc s vlagom preko 20% brzo se kvari (trune) i gubi sposobnost lijepljenja. Sadržaj vlage u pulpi određuje se na isti način kao i sadržaj vlage u drvu.
Stolarski kit je vrlo higroskopan. Može apsorbirati vodu 10-15 puta veću od svoje težine. Na ovoj osobini tutkala temelji se način izrade. Titkalo u pločicama, stavljeno u čistu posudu, prelije se prokuhanom vodom temperature 25 - 30 oC i tako se drži 10 - 12 sati. Za to vrijeme tijesto upije maksimalnu količinu vode potrebne za pripremu. Ovo nabubreno tkivo stavi se u posudu s duplim dnom i zagrije na temperaturu od 70 - 80 oC. Ako se tijekom zagrijavanja na površini stvori puno pjene, tijesto treba kuhati 5-10 minuta, a zatim skinuti pjenu. Međutim, tijesto se obično ne smije pustiti da prokuha jer gubi viskoznost i ljepljivost.
Truljenje (trulež) jedno je od negativnih svojstava drvne mase. Stoga pripremljeno tijesto treba držati na temperaturi od 5 - 10 oC da se ne pokvari. Jedno od važnih svojstava stolarskog čvora je njegova sposobnost da prijeđe u stanje slike. Vosak visoke koncentracije prelazi u piktozno stanje na višim temperaturama nego vosak niske koncentracije. Vrlo fino tkanje se slabo ili gotovo uopće ne mijenja u slikovno stanje. Takva ljepila nisu prikladna za kvalitetno lijepljenje drva. Osnovno svojstvo otopljenog tutkala, ljepljivost, ovisi o stupnju njegove koncentracije. Stupanj koncentracije određen je količinom vode u otopini ljepila.
Karakter smične površine standardnih epruveta određuje kvalitetu spajanja drva. Ako se šišanje vrši na drvu, onda je kvalitet lijepljenja najbolji, ako je na drvu i na pletu lošiji je kvalitet, a najgore je ako se šiša na samom pletu.
Osim kvalitete filca i njegove ljepljivosti, veliki utjecaj na čvrstoću lijepljenja drva ima način lijepljenja. U stolu. 1, dati su načini orijentacije lijepljenja ljepilom.

Tablica 1: Način lijepljenja stolarskim ljepilima

Operacije Temperatura u radionici, stupnjevi Koncentracija ljepila Razdoblje prije prešanja, min Tlak, kg/cm2
Lijepljenje letvica 25 25-30 2 4-5
Lijepljenje veza s klinovima 25-30 30-33 3 8-10
Furniranje i lijepljenje elemenata 30 32-40 - 8-10
Fasetiranje tankim furnirom 25-30 35-40 8-15 6-8

U prostoriji u kojoj se vrši lijepljenje temperatura ne smije biti niža od 25oC. Treba izbjegavati propuh i propuh hladnog zraka koji stvaraju strojevi za obradu drva velike brzine koji se nalaze u blizini. Smanjenje temperature površina koje se lijepe može uzrokovati smanjenje čvrstoće ljepljivog spoja.

Prethodno zagrijavanje elemenata koji se lijepe poboljšava proces lijepljenja.

Otpornost standardne otopine ljepila na truljenje (plijesan) na 25oC je četiri dana za najbolju vrstu koštanog tkanja, tri dana za I, II i III vrstu. Otpornost standardne otopine kožnog tkiva je četiri dana i tri dana za najbolji tip I, pet dana za tip II - četiri dana i pet dana za tip III na temperaturi od 25 °C.o.

Krajnja smična čvrstoća lijepljenih uzoraka je 100 kg/cm za tkanje kože, za najbolju i za prvu vrstu2, za tip II 75 kg/cm2 a za tip III 60
kg / cm2 . Za koštano tkivo, krajnja čvrstoća na smicanje lijepljenih uzoraka je 90 kg/cm za najbolji tip2, za prvu vrstu 80 kg/cm2, za tip II 55 i za tip III 45 kg/cm2.

Kazeinsko ljepilo u prahu je mješavina kazeina, gašenog vapna, mineralnih soli (natrijev fluorid, soda, bakar sulfat itd.) i petroleja. Koristi se za lijepljenje drvenih elemenata, drva i tkanina, kartona itd. Prema kvaliteti osnovnih materijala i načinu proizvodnje razlikuju se dvije vrste kazeinskog ljepila: ekstra (B-107) i obično (OB).

Ovo ljepilo mora imati izgled homogenog praha bez stranih nečistoća, insekata, ličinki i tragova plijesni i ne smije mirisati na trulež. Prilikom miješanja 1 masenog dijela ovog ljepila i 2,1 masenog dijela vode tijekom jednog sata na temperaturi od 15 - 20oC dobiva se homogena otopina koja ne sadrži grudice i koja je pogodna za lijepljenje.

Kod lijepljenja inženjerskih konstrukcija, koje rade u uvjetima manjih temperaturnih razlika i manje vlage, ovom ljepilu se dodaje portland cement marke 400 (do 75% težine praha) kako bi se povećala otpornost na vodu i smanjila cijena. Za kazeinsko ljepilo od velike je važnosti njegova sposobnost lijepljenja, odnosno vrijeme u kojem zadržava svoju ljepljivost, što je povoljno za praktični rad. Nakon 24 sata otopina ovog ljepila tipa extra treba imati izgled elastične piktijumske mase, otopina ljepila tipa OB treba imati radnu ljepljivost od najmanje 4 sata od miješanja s vodom.

Granična čvrstoća lijepljenih spojeva jasena i hrasta treba biti najmanje 100 kg/cm2 za vrstu ljepila ekstra, pri ispitivanju u suhom stanju, 70 kg/cm2 - nakon 24 sata potapanja u vodu; za tip OB - 70 kg/cm2 pri ispitivanju u suhom stanju i 50 kg/cm2 nakon 24 sata potapanja u vodu. Ispitivanje pokazatelja kvalitete ovog ljepila provodi se u laboratorijima.

Kod lijepljenja kazeinskim ljepilima tlak u prešama kreće se od 2 do 15 kg/cm2 prema vrsti posla za koji je element namijenjen.

Kada ovo ljepilo sadrži kamenu ili kaustičnu sodu, njime se ne smiju lijepiti one vrste drva koje u svom sastavu imaju tanin, kao npr. Hrast.

Sintetička ljepila potpuno su otporna na vodu. Najviše se koriste hladna polimerizacijska fenolformaldehidna ljepila tipa KB - 3 i B - 3. B - 3 sadrži 10 dijelova smole B, jedan dio razrjeđivača i 2 dijela punila za stvrdnjavanje.

Fenolformaldehidna ljepila pripremaju se na sljedeći način: smola B se u određenoj količini stavi u limenu posudu za miješanje gdje se održava temperatura od 15 - 20 °C.oC, zatim se dodaje razrjeđivač i polako miješa dok se ne dobije homogeni sastav. Nakon toga se dodaje punilo za stvrdnjavanje i miješa 10 - 15 minuta. Ovako napravljeno ljepilo treba čuvati u hladnjaku koji je zapravo posuda kroz koju prolazi tekuća voda.
Za lijepljenje drva koriste se i karbamidna ljepila čija je glavna komponenta karbamidna smola koja se dobiva iz sintetskog karbamida i formaldehida. Kod lijepljenja ovim ljepilima drvo mora imati maksimalnu vlažnost od 12%.
Od urinoformaldehidnih ljepila treba istaknuti ljepilo K-7 koje se sastoji od smole MF-17, učvršćivača, 10% otopine oksalne kiseline (od 7,5 do 14 težinskih dijelova) i punila od drvenog brašna.

Povezani članci