Un adhésif est un matériau qui sert à faire adhérer entre eux des objets. Selon la nature des objets à assembler (surtout son aspect de surface : rugosité, porosité), on utilise différents types d'adhésifs, dont la structure chimique va ou non réagir avec la surface des pièces assemblées.

Principes fondamentaux

Un bon contact

La plupart des matériaux sont non collants. Pourquoi ?

Mis en contact d'une surface rigide et rugueuse, un matériau solide dur est en contact seulement avec le sommet des aspérités, et du coup il ne colle pas (voir rugosité et adhésion). L'adhésif, au contraire, contourne la rugosité d'une manière ou d'une autre de façon à entrer en contact avec l'essentiel de la surface, lorsque bien même elle est rugueuse.

En l'absence d'un tel mécanisme de contournement de la rugosité, la surface réellement en contact est trop peu étendue, et l'adhésion est particulièrement faible. C'est pourquoi la majorité des objets sont non collants.

Une forte dissipation

Un adhésif résiste au décollement non seulement parce qu'il faut une force élevée pour initier le décollement, mais d'avantage parce qu'il faut apporter une énergie importante pour propager le décollement.

Classification

par fonctionnement

On classe les adhésifs selon la façon dont ils contournent la difficulté de la rugosité.

• Une colle est liquide et mouille la totalité de la surface, même rugueuse.
• Le côté collant d'un ruban adhésif ou d'une étiquette autocollante est un solide mou : au contact de la surface rugueuse, il se déforme spontanément, sous l'effet des forces de surface, et épouse la surface rugueuse.
• La patte du lézard gecko et d'autres animaux (surtout certains insectes) possède une peau finement divisée en poils microscopiques. L'extrémenté des poils a une dimension inférieure à celle de la rugosité de la majorité des surfaces. Ainsi, chaque poil adhère indépendamment, les uns au sommet des aspérités, les autres dans les creux. La rugosité n'est par conséquent pas gênante pour ces animaux : les geckos grimpent au plafond sans problème.

par composition

On classe les adhésifs selon le type de solvant qu'ils utilisent, selon leur composition chimique, et selon les matériaux qu'ils sont aptes à relier. Ces choix permettent de viser l'optimum d'adhésion, fréquemment localisé à la limite entre rupture adhésive et rupture cohésive.

Les adhésifs conçus pour du bois, du carton, du papier sont assez épais et peu fluides. Leur principe d'action est basé sur le déploiement de molécules longues qui vont s'accrocher aux aspérités de la texture du matériau support. Le solvant utilisé est le plus souvent de l'eau. Une fois en place et sec, ils ne peuvent être enlevés que par action mécanique (grattage, abrasion).

Les adhésifs conçus pour des matières plastiques fluctuent beaucoup suivant les matières à assembler : le solvant de l'adhésif est choisi, selon le cas, pour ne pas altérer le plastique, ou au contraire pour le dissoudre localement de façon à souder les pièces.

Certains adhésifs se présentent sous la forme d'un couple de produits à assembler pour obtenir la colle : une base et un réactif. Ceci sert à disposer d'un produit à prise particulièrement rapide à tout moment, sans risquer de le voir prendre durant la période de stockage sous la forme de deux produits stables différents.

par origine

végétaux

fécules amidons dextrines éthers

esters cellulose gommes naturelles : arabique, agar-agar lignine algine et alginates

Les amidons et les dextrines sont issus du maïs, du froment, des patates et du riz. Ils sont en particulier utilisés dans le collage des textiles, des papiers, cartons et revêtements muraux. Les adhésifs de cellulose sont utilisés pour coller le plomb, l'étoffe et le papier. Les gommes humidifiées permettent une adhésion de produits, comme par exemple les timbres et les enveloppes..

animaux

• gélatines
• albumines
• caséine

Parmi les adhésifs organiques issus des protéines animales, on trouve les colles fabriquées par le collagène, constituant des tissus conjonctifs et des os des mammifères, et des poissons, la colle de l'albumine sanguine, utilisée dans l'industrie du contreplaqué, et la colle fabriquée par la caséine, protéine du lait, employée dans le collage du bois et dans la peinture.

minéraux

• silicates

Ces adhésifs sont utilisés dans l'industrie du carton.

synthétiques

• phénoliques
• résorcine
• urée - formol
• mélamine - formol
• vinyliques (acétate de polyvinyle)
• acryliques
• styrène - butadiène
• acrylonitrile
• polyesters chargés
  • polychloroprène
  • polyisoprène
  • polybutadiène
• colle à base de caoutchouc (type néoprène)

Les adhésifs synthétiques ont un domaine d'utilisations plus étendu que les adhésifs naturels. La majorité des adhésifs synthétiques forment des polymères, des chaînes et des réseaux solides qui collent durablement les surfaces. On les utilise pour coller les contreplaqués à l'extérieur, les plaquages de menuiseries, les cloisons...

Les colles à résine thermodurcissable se transforment en solides durs et résistants à la chaleur en présence d'un catalyseur ou sous l'effet de la chaleur. Ces colles sont utilisées en construction, pour coller les différentes parties métalliques d'avions, de fusées etc...

Les résines thermoplastiques deviennent molles quand elles sont chauffées. Elles sont utilisées pour coller le bois, le verre, le caoutchouc, le métal et les matériaux en papier.

Les adhésifs élastomères, tels que les mastics du caoutchouc synthétique ou naturel, sont utilisés pour fixer des matériaux flexibles sur des matériaux rigides.

Liens externes

• (fr) Cours sur l'adhésion - Cyprien Gay
• (fr) CNRS Thema : des bulles qui font pop dans les adhésifs
• (fr) Site de l'Institut du Collage
• (fr) Le collage Industriel

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