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Les principes de base de la science des surfaces

Lors de la conception d'un produit, les substrats sont choisis pour diverses raisons, notamment la performance, l'esthétique, le poids ou d'autres facteurs. La conception de la pièce tend également à dicter la géométrie du joint collé. Par conséquent, lors du choix d'un adhésif, il est important de comprendre comment la composition chimique de l'adhésif interagit avec la surface des substrats.

Les termes « substrat » et « surface » peuvent tous deux désigner le matériau à fixer pour créer un assemblage, tel que le bois ou le fer. Techniquement, le substrat comprend toutes les propriétés du matériau: des propriétés du substrat comme la flexibilité ou l’atténuation des vibrations, ainsi que les propriétés de surface comme la résistance à l’abrasion ou la texture. Dans la plupart des cas, les termes « substrat » et « surface » sont interchangeables dans le cadre du collage et font référence à la partie spécifique sur laquelle vous êtes en train de coller, là où l'adhésif est en contact.


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Surface contre Matière

Il est important de savoir que la surface d’un substrat peut se comporter de manière très différente de la matière d’un substrat. Prenez l'exemple du métal peint : la « surface » peinte a des propriétés très différentes, à la fois à l'échelle microscopique et macroscopique, que le « volume » du métal. Voici trois exemples où la surface d'un substrat se comporte très différemment de la matière.

  • Adhérer à une surface vernie requiert un adhésif différent de celui du bois brut.

    Bois vernis

    Le bois brut est juste du bois, mais s'il est verni, l'adhésif adhère en réalité à la surface vernie.

  • L'adhésion au fer rouillé peut être difficile : la préparation de la surface peut affecter l'efficacité de l'adhésif.

    Fer rouillé

    Dans le cas du fer rouillé, l'adhésif adhère en partie au fer et en partie à l'oxyde de fer ; la quantité de chacune dépend de la quantité de rouille et de la préparation de la surface.

  • Envisagez tout type de démoulage lorsque vous choisissez des colles pour les pièces en plastique.

    Pièces en plastique

    De nombreuses pièces en plastique sont créées à l'aide d'agents de démoulage pour faciliter la production. Si l'agent de démoulage n’est pas retiré avant le collage, l'adhésif doit pouvoir adhérer à l’agent de démoulage.


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L'importance de la surface de contact

Les adhésifs créent un collage qui assemble les deux matériaux. Pour un bon assemblage, il est essentiel que l'adhésif puisse entrer en contact avec la surface de chaque matériau. Cela est différent des autres processus tels que la fixation mécanique dans laquelle la surface est perforée ou un processus de soudage dans lequel les matériaux sont fondus.

Pour effectuer une mise en contact avec une surface, un adhésif doit avoir des propriétés appropriées. Cela inclut sa composition chimique et sa viscosité (celles-ci sont détaillées dans d'autres articles), mais la surface doit également posséder les propriétés appropriées. Les trois propriétés énumérées ci-dessous (énergie de surface, propreté et rugosité) sont les facteurs les plus importants pour établir un contact optimal.

  • Découvrez comment les substrats à basse et haute énergie de surface dictent le choix de l'adhésif.

    Énergie de surface

    Les matériaux à basse énergie de surface freinent le fluage de la colle, empêchant tout contact étroit. Les matériaux à haute énergie de surface facilite le fluage de la colle, favorisant un contact étroit. Vous pouvez faire correspondre la colle à l'énergie de surface du substrat, ou vous pouvez modifier l'énergie de surface du substrat en passant une couche de primaire, en abrasant ou en utilisant d'autres méthodes.

  • La saleté et les contaminants peuvent empêcher l'adhésif d'entrer correctement en contact avec un substrat.

    Considérations de propreté

    La saleté, l'huile, la graisse ou la poussière peuvent former une couche empêchant l'adhésif d'entrer correctement en contact avec la surface réelle du matériau. La contamination de la surface peut être gérée de deux manières. La surface peut être nettoyée de tous les contaminants, ou l'on peut utiliser un adhésif formulé pour être compatible avec un certain niveau de contamination.

  • La rugosité de la surface peut augmenter la surface totale disponible pour un collage.

    Collage sur des surfaces rugueuses

    La rugosité peut augmenter la surface totale disponible pour un collage, permettant ainsi un assemblage plus fort. Cependant, une rugosité excessive peut empêcher le fluage de la colle sur la surface. L'adhésif peut être adapté à la rugosité de la surface en modifiant la surface ou en choisissant un adhésif plus approprié.


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