고무 시멘트

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배경

고무 시멘트는 미가황(검) 고무를 용제에 녹인 용액으로 접착제로 사용됩니다. 이상적으로는 화학적 응집 과정을 포함하는 두 개의 고무 조각을 함께 결합하는 것을 의미합니다. 두 개의 고무 조각을 접합할 때 동일한 재료이기 때문에 한 면에만 고무 시멘트를 코팅하면 됩니다. 그러나 종이를 접합할 때 두 조각 모두 고무 시멘트로 덮어야 합니다. 고무 시멘트가 마르면 종이와 접촉하는 부분만 남아 두 조각을 함께 고정합니다. 이러한 한계에도 불구하고 가정용 고무 시멘트는 사진 설치와 같은 용도로 널리 사용됩니다. 흰색 접착제와 달리 결합된 종이 조각은 어느 쪽 조각도 손상시키지 않고 떼어낼 수 있습니다.

접착제는 천연 동물 또는 식물 제품 또는 합성 고분자로 만들어집니다. 천연 접착제는 적용하기 쉽고 일반적으로 수용성입니다. 합성 접착제는 열가소성, 열경화성, 엘라스토머 및 이들의 조합의 네 가지 화학적 범주로 나뉩니다. 폴리비닐 알코올 및 아크릴과 같은 열가소성 접착제는 경화 시 재료가 가교되지 않기 때문에 다시 연화될 수 있습니다. 결합을 생성하려면 열이나 용매가 필요합니다. 에폭시를 포함한 열경화성 접착제는 경화 시 가교결합을 하기 ​​때문에 경화 후 가열 및 재연화될 수 없습니다. 엘라스토머 접착제는 탄성과 인성을 결합한 이소프렌 고무 또는 합성 폴리머를 기반으로 합니다. 실리콘이 대표적이다.

접착제의 특성, 접합할 재료의 유형 및 표면 상태는 모두 접합부의 성능과 접합된 구조물의 수명을 결정합니다. 접착제는 재료 사이의 분자 접촉을 달성하기 위해 어느 한 표면에 적절하게 젖고 퍼질 수 있어야 합니다. 접착제는 포장, 건설, 전자, 운송, 가구/목공, 의료 등 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.

1996년에 미국에서는 120억 파운드(54억 kg) 이상의 접착제가 사용되었습니다. 건설용은 40%로 가장 높은 점유율을 보였다. 이것은 또한 고무 시멘트의 가장 큰 응용 분야 중 하나입니다. 기타 응용 분야에는 난방, 에어컨 및 자동차 장비가 포함됩니다. 고무 시멘트 제조업체는 또한 자신의 이름으로 제품을 판매하는 재포장 업체에게 많은 제품을 판매합니다.

일부 분석가는 1997년 접착제의 세계 시장을 191억 달러로 추정했습니다. 포장, 건축 및 가구/목공은 이 세계 시장의 3대 부문으로 시장 수익의 65% 이상을 차지합니다.

연혁

천연 접착제는 적어도 수천 년 동안 사용되어 왔습니다. 이집트 조각은 나무 판자에 얇은 베니어판 조각을 함께 접착하는 것을 보여줍니다. 고대 직물의 섬유를 밀가루 반죽으로 결합하고 금박을 종이에 달걀 흰자를 붙였습니다. 동물성 접착제는 18세기와 그 후 1세기 동안 개선되었으며 고무 및 니트로셀룰로오스 기반 시멘트가 도입되었습니다. 1900년대에 상당한 발전이 이루어지면서 일부 천연 접착제를 대체하는 많은 합성 접착제가 개발되었습니다. 접착제는 이제 훨씬 더 강하고 부식에 강해야 했습니다.

천연 고무는 Hevea brasiliensis 의 수액 또는 라텍스에서 추출됩니다. 나무.

천연 고무는 2,500년 전에 마야와 아즈텍에 의해 처음 발견되었으며 신발과 의복을 방수 처리하는 데 사용되었습니다. 수세기 후인 1823년에 스코틀랜드의 화학자 Charles Macintosh도 방수 직물 제조에 대해 조사했습니다. 그는 고무를 다양한 화학 물질에 녹이는 실험을 했고 나프타로 가장 큰 성공을 거두었습니다. 이 재료로 그는 고무 페이스트를 만들고 두 겹의 천을 결합하여 비옷을 만들었습니다.

원자재

고무 시멘트는 분쇄된 천연 또는 합성 고무와 헥산 또는 헵탄을 기본으로 하는 용매를 포함하는 불투명한 액체입니다. 고무 시멘트 등급은 70-90% 헵탄 또는 헥산과 1-15% 이소프로필 알코올(이소프로판올) 또는 에틸 알코올(에탄올)을 포함할 수 있습니다. 고무는 일반적으로 크기가 100파운드(45kg)인 큰 블록 또는 슬래브 형태로 제공됩니다. 수천 갤런(리터)의 액체 용매는 일반적으로 탱크 트럭을 통해 제조업체로 배송됩니다.

천연 고무는 Hevea brasiliensis 에서 나옵니다. 브라질에서 처음 발견된 나무. 단단한 고무를 만들기 위해 나무를 두드리고 라텍스를 작은 컵에 모아 덩어리로 응고시킵니다. 이 덩어리는 남은 흐름 및 기타 조각과 함께 함께 수집되어 고온에서 처리됩니다. 이것은 대부분의 단백질을 파괴하고 고체 물질을 생성합니다.

합성 고무에는 네오프렌과 라텍스가 포함됩니다. 합성고무는 다양한 화학 공정을 통해 만들어집니다. 응용 프로그램은 사용되는 고무 및 용제의 유형을 결정합니다.

디자인

고무 시멘트의 특성과 성능은 성분의 종류와 양에 따라 결정됩니다. 일반적으로 제형은 실험실에서 결정된 다음 생산에 제공됩니다.

제조 공정

고무 시멘트를 만드는 과정은 비교적 간단합니다. 고무를 작은 조각으로 부수고 헥산 또는 헵탄 계열의 용매와 혼합한 다음 다양한 크기의 용기에 액체를 채웁니다. 대부분의 장비는 자동화되어 있습니다.

믹싱

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1 먼저 고무 블록이나 슬라브를 더 작은 조각으로 쪼갠다. 두 개의 대형 롤러가 장착된 고무 분쇄기가 사용됩니다. 톱밥과 비슷한 크기로 고무를 분쇄하는 날카로운 날이 장착된 대형 고속 믹서에서 고무를 줄일 수 있습니다. 용제 성분은 패들이 장착된 40~6,000갤런(150~22,7001) 범위의 탱크에서 혼합됩니다. 고무가 용매에 젖고 용액에 현탁되거나 용해될 때까지 고무를 천천히 첨가합니다.

포장

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2 용액이 완전히 혼합되면 각 용기를 채우고 캡을 씌우고 캡을 조이는 자동 충전 라인에 공급됩니다. 고무 시멘트는 4, 8 및 16온스(118, 237 및 473ml) 병 또는 쿼트(946ml) 및 갤런(3.81) 용기에 포장됩니다. 고무 시멘트는 가연성이므로 방폭 장비를 사용합니다. 그런 다음 컨테이너는 판지 케이스에 포장되고 적절하게 레이블이 지정됩니다. 더 큰 컨테이너(탱크 트럭 또는 드럼)의 경우 솔루션은 중력 공급되거나 바닥에서 이러한 컨테이너로 펌핑됩니다.

품질 관리

원자재는 제조업체의 사양에 따라 공급됩니다. 더 나은 품질 등급에는 더 높은 함량이 포함되기 때문에 각 배치에 고형물 함량이 확인됩니다. 고체 함량 백분율은 샘플의 무게를 측정하고 액체를 증발시킨 다음 나머지 고체의 무게를 측정하여 얻습니다. 혼합 후 각 배치는 포장되기 전에 점도, 점착성, 열 부하 및 기타 특성에 대해 테스트됩니다. 최대 20개의 다른 테스트를 수행할 수 있습니다. 포장 후 용기에 라벨이 제대로 부착되어 있는지 확인합니다.

부산물/폐기물

엄격한 제어와 자동화된 장비로 인해 폐기물이 발생하지 않습니다. 충전 기계는 각 용기 크기의 정확한 부피에 맞게 프로그래밍됩니다. 남은 재료는 공정으로 다시 재활용됩니다. 고무 시멘트는 성분이 위험하고 가연성이므로 적절한 취급 절차를 설명하는 물질안전보건자료(MSDS)와 함께 배송됩니다. 용매는 휘발성 유기 화합물이며 1990 Clean Air Act Amendments에 따라 유해 대기 오염 물질로 규제 대상이기도 합니다. 미국 환경 보호국(U.S. Environmental Protection Agency)은 또한 특정 MACT(Maximum Achievable Technologies)를 준수해야 하는 대상 범주 중 하나로 접착제를 포함했습니다. MACT는 공중 보건을 보호하도록 설계된 통제 수준을 설정합니다.

미래

미국의 모든 접착제에 대한 수요는 2003년까지 150억 파운드(68억 kg) 이상에 도달할 것으로 예상되며, 이는 연간 성장률 2.6%입니다. 세계 시장은 2003년에 262억 달러에 이를 것으로 예상되며 복합 연간 성장률은 5.3%입니다. 솔벤트 기반 접착제는 환경 친화적이기 때문에 계속해서 수성 접착제로 대체될 것입니다.