Le sostanze adesive

Vinavil, coccoina, UHU, Super Attak: quante volte, nel corso della nostra vita, abbiamo adoperato queste sostanze, incollando oggetti, fogli… e anche le nostre dita? Ma ci siamo mai chiesti davvero che cosa siano?

Gli adesivi sono sostanze, naturali o sintetiche, che creano un giunto stabile e sottile fra due superfici separate fra loro: difatti, la giunzione deve avere un minimo spessore, tale solo da unire le due parti senza frapporsi tra di esse, costituendo un corpo estraneo.

Gli adesivi possono essere di diversa natura:

• Origine animale, basati principalmente sulla formazione di legami ad idrogeno in seguito ad una parziale evaporazione dell’acqua. Fanno parte di questa categoria le colle di origine animale quali la colla forte, di pesce, di coniglio, oppure a base di caseina e albumina.
  
• Origine vegetale, distinguibili in:
• idrosolubili, come i materiali polisaccaridici quali colla di farina, di pasta e gomme vegetali, che si basano sul medesimo principio di adesività dei collanti di origine animale;
• non idrosolubili, come le resine naturali, che permettono l’adesione in seguito all’evaporazione del solvente con cui sono in miscela o in soluzione.
  
• Adesivi sintetici, di recente sviluppo e impiego, ne fanno parte le resine epossidiche, i polimeri acrilici e vinilici e i derivati della cellulosa. In questo caso l’adesione può avvenire sia per evaporazione del solvente che per reticolazione delle catene polimeriche.
  
  

Per essere considerati tali, gli adesivi devono essere caratterizzati da alcune proprietà fisico-chimiche, quali:

• Bagnabilità, ovvero la capacità che ha un liquido di bagnare un solido. Si tratta di una caratteristica che determina la capacità di un adesivo di unire o meno due superfici fra loro. Questo parametro dipende dal valore di tensione fra la superficie e l’interfaccia, che segue l’equazione di Young:                         
  
  γs = γl cosθ + γsl
  
  La formula indica che la tensione superficiale del solido, indicata con γs, è data dalla relazione che intercorre fra la tensione superficiale del liquido (γl), quella dell’interfaccia tra il liquido e il solido (γsl) e dal coseno dell’angolo θ, che prende il nome di angolo di contatto.
  È proprio in base al valore espresso dall’angolo θ che si stabilisce la natura del materiale che l’adesivo deve bagnare: se l’angolo di contatto è minore di 90°, si dice che il materiale è idrofilo, come accade nel caso del vetro, mentre se l’angolo supera i 90°, la superficie è idrofoba, come è possibile constatare nel caso della cera. Ciò significa che tanto più l’adesivo si spande su una superficie realizzando un film continuo, più resistente sarà il giunto che verrà a crearsi.
  
  



Esempi di angolo di contatto fra un liquido e un solido.




• Viscosità, una proprietà della materia per cui le particelle di un fluido incontrano resistenza nello scorrimento, detto comunemente attrito interno, delle une rispetto alle altre. L’adesivo, dunque, deve essere capace di distribuirsi omogeneamente, senza lasciare vuoti che comporterebbero un indebolimento del giunto. Per alcuni adesivi, come i termofusibili, la viscosità è collegata e dipendente dalla temperatura.
  
  
• Tempo di presa, ovvero il lasso di tempo in cui l’adesivo cambia stato, indurendosi: comporta una evaporazione del solvente oppure una reticolazione del materiale ed un conseguente assorbimento dell’adesivo nelle parti da unire. Questa proprietà può essere variata a seconda del tipo di lavoro che si sta compiendo.

Buona prassi per un incollaggio efficace consiste nell’avere delle superfici ben pulite ed è preferibile che tra le parti incollate rimanga sempre la minore quantità possibile di adesivo, per cui più sottile è lo strato, migliore risulta l’incollaggio. Ad esempio, nel caso degli incollaggi su legno, ciò è vero perché le molecole della colla hanno la capacità di aderire al legno molto di più di quanto non si incollino fra loro, ovvero il loro potere adesivo è maggiore del potere collante: di conseguenza, se il giunto risulta spesso, la sua resistenza sarà molto inferiore.

Dopo che il giunto si è solidificato, esso deve mantenere una certa elasticità e, al contempo, garantire una forza adesiva fra i due materiali che sono stati uniti.

Tiziana

- L. Campanella, A. Casoli, M. P. Colombini, R. M. Bettolo, M. Matteini, L. M. Migneco, A.

Montenero, L. Nodari, C. Piccioli, M. P. Zappalà, G. Portalone, U. Russo, M. P. Sammartino, Chimica per l’arte, Bologna, Zanichelli ed., 2007;

- B. Botta, G. B. Appendino, S. Banfi, S. Cacchi, U. Chiacchio, L. F. Cipolla, M. V. D’Auria, G. Fabrizi, F. Nicotra, F. Peri, M. Pierini, R. Riccio, M. Taddei, G. Zappia, Chimica organica

essenziale, Gessate, Milano, Edi.Ermes, 2012;