Een onderzoeksteam heeft een omkeerbare lijm op waterbasis ontwikkeld die een goede hechting heeft in het neutrale pH-bereik, maar weer loslaat in sterk zure of alkalische omgevingen. Zoals het team schrijft in het tijdschrift Angewandte Chemie International Edition heeft het nieuwe lijmsysteem, dat is gebaseerd op elektrostatische interacties, een hechtsterkte ergens tussen die van structurele lijmen en drukgevoelige lijmen. De nieuwe lijm verlijmt ook "moeilijke" oppervlakken zoals waterafstotend polypropyleen.

Structurele lijmsystemen, zoals tweecomponentenlijmen, vormen chemische bindingen wanneer ze reageren en kunnen niet meer langs het lijmgrensvlak worden gescheiden. Drukgevoelige lijmen zoals plakband kunnen daarentegen schoon worden verwijderd door te trekken. Adriana Sierra Romero, Katarina Novakovic en Mark Geoghegan van de Universiteit van Newcastle in Groot-Brittannië hebben nu een alternatieve route gevonden om adhesie en scheiding te bereiken:ladingsinteracties bevorderen structurele binding langs het grensvlak, die kan worden geneutraliseerd en dus weer kan worden opgelost.

Om de ladingsinteractie te verkrijgen, ontwikkelde het team twee afzonderlijke polymeerdispersies op waterbasis die op oppervlakken konden worden aangebracht. In beide dispersies was het basispolymeer een copolymeer samengesteld uit de goedkope, in de handel verkrijgbare componenten styreen en butylacrylaat.

Voor één dispersie bedekten de onderzoekers de deeltjes met de oppervlakteactieve stof laurylsulfaat en gepolymeriseerd acrylzuur, die samen voor een negatieve lading zorgen in het neutrale tot alkalische pH-bereik. Voor de andere dispersie bedekten ze de deeltjes met het polysacharide chitosan, dat positief geladen aminogroepen bevat in een neutrale of zure omgeving.

Beide polymeerdispersies vormden kleverige coatings op verschillende oppervlakken. De onderzoekers merkten vervolgens op dat, wanneer ze met elkaar in contact werden gebracht, de gecoate oppervlakken stevig aan elkaar bleven plakken als gevolg van de elektrostatische interacties tussen de positieve en negatieve ladingen in de films.

Dit gold zelfs in vochtige of natte omgevingen, wat meestal een nadelig effect heeft op lijmen op waterbasis. Wanneer de pH echter naar het ene of het andere uiterste werd aangepast door het toevoegen van een sterk zuur of een sterke base, werden de negatieve of positieve ladingen in de lijm geneutraliseerd en verdween de hechting.

Het team zegt dat het pH-gevoelige lijmsysteem zou kunnen dienen als een nieuwe en recyclebare middenweg tussen structurele lijmen met vaste chemische bindingen en afpelbare lijmfilms die zich hechten door middel van fysieke interacties. Ze benadrukken ook dat hun nieuwe elektrostatische lijm goed hecht op zeer waterafstotende polypropyleenoppervlakken, die anders moeilijk te behandelen zijn met waterige lijmsystemen.

Ten slotte stelt het team voor om een ​​biogebaseerd materiaal uit sojaolie in het basispolymeer te integreren, waarmee een verdere stap wordt gezet in de richting van milieuvriendelijke, recyclebare verbindingssystemen.

Meer informatie: Adriana Sierra-Romero et al, Een omkeerbare elektrostatische lijm op waterbasis, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202310750

Journaalinformatie: Angewandte Chemie Internationale Editie

Aangeboden door Wiley