Un gruppo di ricerca ha sviluppato una colla reversibile a base d'acqua che ha una buona adesione nell'intervallo di pH neutro, ma può essere staccata nuovamente in ambienti fortemente acidi o alcalini. Come scrive il team sulla rivista Angewandte Chemie International Edition , il nuovo sistema adesivo, che si basa su interazioni elettrostatiche, ha forze di legame a metà tra quelle degli adesivi strutturali e degli adesivi sensibili alla pressione. Il nuovo adesivo incolla anche superfici "difficili" come il polipropilene idrorepellente.
I sistemi adesivi strutturali, come gli adesivi bicomponenti, formano legami chimici quando reagiscono e non possono essere nuovamente separati lungo l'interfaccia adesiva. Gli adesivi sensibili alla pressione come il nastro adesivo, invece, possono essere rimossi in modo pulito tirando. Adriana Sierra Romero, Katarina Novakovic e Mark Geoghegan dell'Università di Newcastle nel Regno Unito hanno ora trovato un percorso alternativo per ottenere adesione e separazione:le interazioni di carica promuovono il legame strutturale lungo l'interfaccia, che può essere neutralizzato e quindi dissolto nuovamente.
Per ottenere l'interazione di carica, il team ha sviluppato due dispersioni polimeriche separate a base acquosa da applicare alle superfici. In entrambe le dispersioni, il polimero di base era un copolimero composto dai componenti economici e disponibili in commercio stirene e butil acrilato.
Per una dispersione, i ricercatori hanno rivestito le particelle con il tensioattivo lauril solfato e acido acrilico polimerizzato, che insieme forniscono una carica negativa nell’intervallo di pH da neutro a alcalino. Per l'altra dispersione, hanno rivestito le particelle con il polisaccaride chitosano, che contiene gruppi amminici caricati positivamente in ambiente neutro o acido.
Entrambe le dispersioni polimeriche formavano rivestimenti appiccicosi su una varietà di superfici. I ricercatori hanno poi osservato che, quando messe in contatto, le superfici rivestite aderivano saldamente tra loro a causa delle interazioni elettrostatiche tra le cariche positive e negative all'interno delle pellicole.
Ciò era vero anche in ambienti umidi o bagnati, che di solito hanno un effetto dannoso sugli adesivi a base acqua. Tuttavia, quando il pH veniva regolato a un estremo o all'altro, aggiungendo un acido o una base forte, le cariche negative o positive all'interno della colla venivano neutralizzate e l'adesione scompariva.
Il team afferma che il sistema adesivo sensibile al pH potrebbe fungere da via di mezzo nuova e riciclabile tra gli adesivi strutturali con legami chimici fissi e le pellicole adesive staccabili che si legano utilizzando interazioni fisiche. Sottolineano inoltre che la loro nuova colla elettrostatica aderisce bene alle superfici in polipropilene altamente idrorepellenti, che altrimenti sarebbero difficili da trattare con sistemi adesivi acquosi.
Infine, il team propone di integrare un materiale a base biologica ricavato dall'olio di soia nel polimero di base, compiendo un ulteriore passo avanti verso sistemi di incollaggio riciclabili e rispettosi dell'ambiente.
Ulteriori informazioni: Adriana Sierra‐Romero et al, Un adesivo elettrostatico reversibile a base d'acqua, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202310750
Informazioni sul giornale: Edizione Internazionale Angewandte Chemie
Fornito da Wiley
