Gli adesivi epossidici vengono ampiamente utilizzati nel settore automobilistico, industriale e aerospaziale. Introdotti nel 1946, rappresentano la famiglia più versatile di adesivi. La versatilità è data dalla buona attitudine di questo adesivo di legarsi a substrati differenti e, a tale caratteristica, si aggiunge la capacità di essere modificato con semplicità per ottenere determinate caratteristiche chimiche ma soprattutto fisiche e meccaniche. L’adesione ad una grande varietà di supporti è data dalla buona bagnabilità che contraddistingue questa resina la quale trova difficoltà solo nel bagnare superfici a energia limitata come materie plastiche o elastomeri non trattati. La facilità con cui può essere modificata la resina epossidica non permette di definire delle caratteristiche comuni poiché tra una formulazione e l’altra cambia in maniera decisa il modo di comportarsi. Tuttavia qualche caratteristica predominante c’è, come la buona attitudine a sopportare carichi di trazione e taglio, molto meno quelli di pelatura. Inoltre gli adesivi epossidici offrono una buona resistenza all’umidità, oli, e alcuni solventi, con un basso ritiro nella fase di polimerizzazione e una buona resistenza a fatica. Gli adesivi epossidici si trovano in commercio sottoforma di resina più indurente, talvolta l’agente indurente viene integrato nella resina e venduto come monocomponente mentre in altri casi è fornito come bi componente da premiscelare prima dell’applicazione. Questi adesivi sono reperibili in tutte le forme tipiche come liquidi, paste, film, e solidi. In base al tipo di agente indurente, gli adesivi epossidici possono polimerizzare sia a temperatura ambiente che ad alte temperature. La differenza tra le due modalità è che la polimerizzazione ad alta
Poliuretano x X 2CC TA Resina anaerobica x x X 1C TA Cianoacrilati x X 1C TA Acrilici modificati x X 2CC TA Elastomeri: neoprene x x x 1S, CT TA acrilonitrile butadiene x x x 1S, CT TA polisolfuro x x x 2CC TA silicone x x x 1C, 2CC TA Legenda:
Forma: F = film, S = solido, 1C = monocomponente a indurimento per reazione chimica, 1S = mono componete a indurimento per evaporazione del solvente, 2CC = bicomponete liquido o pasta, CT = a contatto, 1WR = monocomponente a base d'acqua. Indurimento: TA = temperatura ambiente, ET = elevata temperatura, P = a pressione, V = Sottovuoto.
pag. 51 temperatura crea una struttura più reticolata e questo migliora la resistenza a taglio e alle condizioni ambientali più critiche. Tuttavia una struttura più reticolata rende meno tenace , e quindi più fragile, l’adesivo con un peggioramento delle prestazioni sotto carichi di pelatura. Come citato in precedenza, per ottenere particolari caratteristiche meccaniche, la resina epossidica viene associata ad altri elementi. In questa maniera nasce una sottofamiglia degli epossidici detta epossidici ibridi. Tipicamente i polimeri associati sono: resine fenoliche, nylon, resine nitrili che e polisolfuri. La maniera in cui è introdotto la seconda sostanza si divide in due casi, nel primo si ha l’aggiunta di una sostanza che reagisce insieme alla resina alterando le proprietà della seconda o alternativamente il polimero è aggiunto in maniera discreta nella matrice di resina senza che reagisca con essa. Di seguito riporto in elenco i principali adesivi epossidici ibridi con le caratteristiche primarie:
RESINA EPOSSIDICA TEMPERATA: la resina epossidica tradizionale è molto fragile perciò si sono cercati modi per ridurre questa caratteristica fastidiosa. L’idea è quella di introdurre particelle termoplastiche, nylon e elastomeri (che tipicamente sono molto elastici) all’interno della resina. Il risultato migliore è l’introduzione di particelle discrete di gomma nitrilica. Tipicamente queste resine sono disponibili come componente singolo e necessitano di una cottura a 120°C per un’ora circa. Le caratteristiche migliori sono un elevato valore di resistenza a trazione, taglio anche a temperature relativamente alte.
RESINA EPOSSIDICA-FENOLICA: queste resine sono state studiate per ottenere grandi prestazioni in ambienti a temperature elevate. La resina epossidica- fenolica mantiene inalterate le proprietà per grandi range di temperatura fino ad un massimo di circa 180°C. molto buona risulta essere anche la resistenza alle condizioni ambientali come olio, solventi e umidità. Entrambe le resine che compongono questo adesivo ibrido sono di natura fragile perciò non sopporta bene gli urti, carichi di pelatura e shock termici. Sono disponibili in commercio sotto varie forme quali: paste, soluzioni con solvente, pellicole, film. Per ottenere l’indurimento solitamente è richiesta la cottura a 180°C sotto una pressione variabile tra 1-3,5 bar per circa un’ora.
pag. 52 RESINA EPOSSIDICA-NYLON: questa resina è stata una delle prime studiate appositamente per avere un’elevata resistenza a taglio e ai carichi di peeling. Tale resina è costituita dall’unione tra la resina epossidica e un copolimero solubile derivante dal monomero del nylon, senza che le due sostanze reagiscano. I vantaggi di questa unione sono una migliore resistenza a taglio e alla pelatura unitamente ad un buon comportamento a fatica e agl’urti. Tra i limiti ci sono una temperatura tollerabile in esercizio bassa, circa 85°C, problemi di resistenza a creep e soprattutto la scarsa resistenza all’umidità a causa della presenza di nylon idrofilo. In commercio sono disponibili pellicole e soluzioni mentre l’indurimento è ottenuto tramite cottura in forno a 180°C per circa un’ora sotto una pressione di circa 1,8 bar.
RESINA EPOSSIDICA-POLISOLFURO: è una resina utilizzata sia come adesivo che sigillante. Le principali caratteristiche sono la resistenza agli agenti chimici, atmosferici, oli, grassi, solventi, una notevole elasticità e resistenza al peeling abbastanza buona mentre è molto scarsa la tenuta a taglio. Le proprietà elastiche di questa resina sono buone fino a temperature di circa -65°C mentre l’adesione resta efficace fino a -100°C. Le temperature massime tollerabili dipendono dalla quantità di resina epossidica contenuta nell’adesivo ma comunque restano tra i 50°C e 80°C. Tipicamente è composto di due componenti e l’indurimento si ottiene a temperatura ambiente o a temperatura ambiente più un catalizzatore per una polimerizzazione più veloce.
RESINA EPOSSIDICA-VINILICA: questa miscela di polimeri genera una resina con ottima resilienza e resistenza a carichi di pelatura. Tuttavia l’aggiunta della resina vinilica tende a peggiorare la resistenza ad alte temperature. Tipicamente sono disponibili in forma di film o di soluzione con solvente.