接着剤とテープの科学

要約

接着剤とテープは何千年もの間、人類の文明にとって必要不可欠な道具でした。接着剤は天然または合成材料から作られ、接着力と凝集力の両方が必要です。接着剤は接着力においてテープより強力ですが、テープは弱い可逆的な結合を形成します。異なる状況下で異なる接着剤が効果的であるため、最も強力な接着剤は一つではありません。

世界最古の接着剤

世界最古の接着剤は、死海近くの洞窟で発見された動物の骨と植物の材料の混合物から作られたもので、8000年以上前に作られました。古代人はこの接着剤を使ってバスケットを防水し、器具を作りました。その後、何千年もの間、植物や動物が人類をつなぎ止める接着剤でした。

接着力と凝集力

接着剤は接着力と凝集力の両方が必要です。接着力は接着剤の分子とそれが接着するものの分子の間で起こり、凝集力は接着剤やテープの自分自身の分子の間で起こり、それを一緒に保持します。ほとんどの接着剤は、瓶の内側にくっつかないように溶剤に溶かされた接着性ポリマーで構成されています。化学反応する2つ以上の成分でできた接着剤は、単に乾燥するだけではなく、より強力な結合を作ることができます。

接着剤とテープの比較

接着剤とテープは異なる特性を持っています。接着剤は接着力においてテープより強力ですが、乾燥プロセスにより結合が不可逆になります。一方、テープは、バンデルワールス力と呼ばれる弱い可逆的な結合を形成します。テープは通常、ゴムまたはゴム状の伸縮性のある成分とタキフィールと呼ばれる化合物でコーティングされたバッキングで構成されています。テープの粘着力は、弾性成分とタキフィールの比率、バッキングに塗布された接着剤の厚さ、およびバッキング材料の種類によって決まります。

世界最強の接着剤

異なる状況下で異なる接着剤が効果的であるため、最も強力な接着剤は一つではありません。シアノアクリレート、またはスーパーグルーは、接着力の絶対的な強さにおいて最も強力な結合を形成するかもしれませんが、2成分のエポキシ接着剤はより高い耐熱性と剪断強度を持ち、より広い範囲の表面と互換性があります。

適切な接着剤の選択

適切な接着剤の選択は多くの状況で重要です。エンジニアは、接着剤を選ぶ際に耐熱性や表面の互換性などの要因を考慮する必要があります。ダクトテープはエポキシ接着剤の接着力を持っていないかもしれませんが、緊急時には瞬時の粘着性があるという利点があります。液体接着剤は重力ゼロの状態では機能しないため、宇宙修理にはダクトテープがより適しています。

結論

接着剤とテープは何千年もの間、人類の文明にとって必要不可欠な道具でした。接着剤は天然または合成材料から作られ、接着力と凝集力の両方が必要です。接着剤は接着力においてテープより強力ですが、異なる状況下で異なる接着剤が効果的であるため、最も強力な接着剤は一つではありません。修理するものがロケットであろうと壊れた花瓶であろうと、適切な接着剤を選ぶことは重要です。