接着剤の科学：どうやってくっつくのか？

概要

接着剤は何千年もの間、人類の文明にとって重要なものでした。古代の動物の骨と植物の材料の混合物から現代の合成分子まで、さまざまな材料が接着剤の作成に使用されてきました。接着剤は、接着力と内聚力の両方を通じて作用し、接着剤の分子とくっつける対象物の分子との間で接着力の結合が発生し、接着剤やテープ自体の分子間で内聚力の結合が発生します。接着剤は、テープよりも接着力の強さが強いですが、二成分エポキシ接着剤は耐熱性と剪断強度が高く、より広い範囲の表面に対応できます。ダクトテープは接着力が弱いかもしれませんが、緊急時に即座にくっつくという利点があります。

目次

• 世界で最も古い接着剤は何で、何に使用されましたか？
• 接着剤は何から作られますか？
• 接着剤はどのように機能しますか？
• テープはどのように機能しますか？接着力は接着剤とどのように異なりますか？
• 世界で最も強力な接着剤は何ですか？
• 接着剤とテープのどちらを使用すべきですか、逆にどちらを使用すべきではありませんか？

Q&A

世界で最も古い接着剤は何で、何に使用されましたか？
世界で最も古い接着剤は、死海の近くの洞窟から出土した8000年以上前のものです。古代人は、動物の骨と植物の材料の混合物で作られたこの接着剤を使って、バスケットを防水し、器具を建設しました。

接着剤は何から作られますか？
接着剤は、野菜のデキストリン、乳タンパク質のカゼイン、樹脂のテルペンなど、合成分子または天然のタンパク質や炭水化物から作ることができます。

接着剤はどのように機能しますか？
接着剤が機能するためには、接着力と内聚力の両方が必要です。接着力の結合は、接着剤の分子とくっつける対象物の分子との間で発生し、内聚力の結合は、接着剤やテープ自体の分子間で発生します。ほとんどの接着剤は、ボトルの内側にくっつかないように溶媒中に溶解した接着性重合体から構成されています。多くの接着剤の強い臭いは、空気に触れると揮発する溶媒から来ます。一部の接着剤は、水を溶媒として使用しますが、他の接着剤は吸入に有害な化学物質を使用します。化学反応が乾燥するだけでなく、二つ以上の成分を使用する接着剤はより強力な結合を作り出すことができます。接着剤の接着力と内聚力は強力ですが、乾燥プロセスにより不可逆的になります。これは、接着剤で接着された表面が乾いた後に壊れた場合、新しい接着剤がなければ再度接着できない理由です。

テープはどのように機能しますか？接着力は接着剤とどのように異なりますか？
テープは、ゴムまたはゴムに似た伸縮性のある成分と、粘着成分であるタッキファイヤーと呼ばれる化合物でコーティングされたバッキングから構成されています。テープの接着力は、弾性成分とタッキファイヤーの割合、バッキング素材の種類、コーティングされた粘着剤の厚さによって決定されます。テープを表面に押し付けたとき、化学反応は発生しません。代わりに、柔らかい接着剤が表面のクラックや溝に流れ込み