کاربرد چسب های فشار حساس در مصارف پزشکی- بخش 1

چسب اکریلیک فشار حساس از زمان معرفی در نیم قرن پیش در بسیاری از زمینه ها با موفقیت استفاده شده است. این چسب ها در نوارهای چسب ، برچسب ها ، فیلم های علامت گذاری محافظ و همچنین در سیستم های دارویی ، الکترودهای پزشکی ، مونتاژ قطعات خودرو ، اسباب بازی ها و مدارهای الکترونیکی و صفحه کلید استفاده می شوند.
در طی شصت سال گذشته ، چسب های فشار حساس اکریلیک پیشرفت عظیمی از آنچه که در واقع یک هنر سیاه بود تا علمی که امروزه پیچیده است ، انجام داده اند. به حدی که هم پژوهشگران این زمینه و هم تأمین کنندگان بزرگتر آنها اکنون از تجهیزات بسیار گران قیمت برای مطالعه رفتار چسب حساس به فشار استفاده می کنند.
سه ویژگی که در توصیف ماهیت چسب های حساس به فشار مفید است عبارتند از: چسبناکی(tack)، مقاومت در برابر لایه برداری(peel) و مقاومت در برابر برش (shear). پارامتر اول توانایی چسبندگی سریع چسب ، دوم توانایی مقاومت در برابر از بین بردن با لایه برداری و سوم توانایی نگه داشتن در موقعیت هنگام اعمال نیروهای برشی را اندازه گیری می کند. به طور کلی ، دو مورد اول رابطه مستقیمی با یکدیگر دارند اما با مورد سوم رابطه عکس دارند.
انواع چسب های حساس به فشار با توجه به گروه های پلیمری
بازار چسب های حساس به فشار شامل تعدادی از مواد اولیه پلیمری است. لاستیک طبیعی ، انواع مختلف لاستیک مصنوعی ، مانند پلیمرهای استایرن – بوتادین و اتیلن ، پلی وینیل اتر ، پلی اورتان ، اکریلیک ، سیلیکون ها و اتیلن وینیل استات – کوپلیمرها جز مواد اولیه این چسب هاست. با این حال ، اصلی ترین مواد موجود در فرمولاسیون چسب حساس به فشار اکریلیک ، لاستیک و سیلیکون هستند (شکل 1).

چسب های حساس به فشار بر پایه لاستیک از لاستیک طبیعی یا مصنوعی ، رزین های مختلف ، روغن ها و آنتی اکسیدان ها تشکیل شده است. مخلوط کردن لاستیک با تکیفایر ها چسب حساس به فشار با کیفیت بالا تولید می کند ، که خصوصیات آن توسط تکیفایر تعیین می شود. از آنجا که لاستیک طبیعی گران است مواد افزودنی پرکننده باعث تغییر خواص و کاهش هزینه ها نیز می شود. اجزای دیگر ، مانند آنتی اکسیدان ها، محافظ زنجیر اشباع نشده پلیمر در برابر تخریب ، رنگدانه ها ، نرم کننده ها و مواد پرکننده نیز اضافه می شوند. گفته می شود چسب های پایه لاستیکی مقرون به صرفه ترین سیستم PSA هستند. با این حال ، پایداری خواص آن ها کم است. بیشتر چسب های PSA به عنوان محلول 35٪ وزنی در هگزان، یا تولوئن تولید می شوند.

چسب های حساس به فشار مبتنی بر اکریلیک از استرهای آلکیل و اسید اکریلیک ساخته شده اند که بدون نیاز به مواد تکیفایر خصوصیات فیزیکی بسیار خوبی را ایجاد می کنند. ترکیب درصد مونومر و وزن مولکولی پلیمر بیشتر خصوصیات چسب را تعیین می کند. از آنجا که PSA های اکریلیک می توانند فاقد مواد اضافی باشند ، برای پوست، تحریک پذیری کمتری دارند و اغلب به کاربردهای پزشکی ترجیح داده می شوند. با این وجود ، بسیاری از PSA های اکریلیک تجاری با اجزای دیگری از جمله تکیفایر ها، آنتی اکسیدان ها ، رنگدانه ها و مواد پرکننده فرموله می شوند. چسب های اکریلیک اصلاح شده حاوی مواد تکیفایر هستند که سطح اولیه چسبندگی و چسبناکی را بهبود می بخشند ولی مقاومت در برابر حلال ها ، نرم کننده ها و دمای بالا را کاهش می دهند. PSA های اکریلیک در مقایسه با PSA های مبتنی بر لاستیک دارای پایداری محیطی زیاد ، چسبندگی به مواد با انرژی سطح بالا و مقاومت بیشتر در برابر اکسیداسیون هستند. علاوه بر این ، آنها در برابر نور و گرما پایدارتر هستند. مواد اولیه غالب مورد استفاده برای تولید PSA استرهای اکریلیک الکلهای C4-C12 هستند که بیشترین استفاده از بوتیل اکریلات و 2-اتیل هگزیل اکریلات در فرمولاسیون آن ها است. PSA های اکریلیکی به صورت محلول در حلال آلی، پراکنده در آب(امولسیونی) یا به صورت سیستم های 100٪ استفاده سنتز می شوند. آنها برای بسیاری از انواع ، برچسب ها ، فیلم های محافظ ، محصولات پزشکی استفاده می شوند.
چسب های حساس به فشار بر پایه سیلیکون از دو جز basic و اساسی ساخته می شوند که عبارتند از رزین و صمغ. رزین از واکنش هیدروسل سیلیسی یا پلی سیلیک با تری متیل کلروسیلان بدست می آید. صمغ ها از پلیمرهای خطی پلی سیلوکسان با وزن مولکولی بالا هستند. ساده ترین روش آماده سازی PSA مخلوط کردن رزین و صمغ در یک حلال مناسب ، به طور معمول تولوئن است. خصوصیات فیزیکی PSA سیلیکون به نسبت رزین / صمغ ، نوع صمغ و گرم شدن مخلوط ها در تولوئن بستگی دارد. PSA های سیلیکونی تنها PSA هستند که به طور مداوم به بسترهای سیلیکون پیوند می خورند ، همچنین دارای پایداری عالی در دمای بالا در دمای 500 درجه سانتیگراد، انعطاف پذیری در دامنه دمایی گسترده ، چسبندگی بی نظیر به سطوح دارای انرژی سطحی بالا و پایین هستند. علیرغم خصوصیات فوق العاده ، چسبهای پایه سیلیکون در مقایسه با انواع دیگر سیستمها گران هستند و چسبندگی و چسبناکی اولیه کمی دارند.

نوع چسب حساس به فشار طبق روش سنتز

چسب های حساس به فشار می تواند در سیستم حلالی ، امولسیونی یا سیستم های عاری از حلال تولید شود. پس از آن ، آنها پس از تبخیر حلال یا آب یا پس از خنک شدن پس ذوب داغ ، یک فیلم تشکیل می دهند. مکانیسم چسبیدن با فشار دادن سطح چسب به ماده دیگر فعال می شود. سه گروه یاد شده می توانند خصوصیات مختلفی را نشان دهند.

ادامه دارد…

گردآورنده: مهندس محسن پنجه علی- شرکت سیماب رزین
منبع
[1] J. A. Fries and D. A. Nadler, “Pressure Sensitive Adhesives for Medical Applications.,” in Book 2., 1984, pp. 479–483.

بخوانید: مبانی چاپ فلکسوگرافی- بخش 5