Une équipe de recherche a développé une colle réversible à base d'eau qui présente une bonne adhérence dans la plage de pH neutre, mais qui peut se détacher à nouveau dans des environnements fortement acides ou alcalins. Comme l'écrit l'équipe dans la revue Angewandte Chemie International Edition , le nouveau système adhésif, basé sur des interactions électrostatiques, présente des forces d'adhérence quelque part entre celles des adhésifs structurels et des adhésifs sensibles à la pression. Le nouvel adhésif colle également aux surfaces « difficiles » telles que le polypropylène hydrofuge.
Les systèmes adhésifs structurels, tels que les adhésifs à deux composants, forment des liaisons chimiques lorsqu'ils réagissent et ne peuvent plus être séparés le long de l'interface adhésive. En revanche, les adhésifs sensibles à la pression tels que le scotch peuvent être retirés proprement en tirant. Adriana Sierra Romero, Katarina Novakovic et Mark Geoghegan de l'Université de Newcastle au Royaume-Uni ont maintenant trouvé une voie alternative pour réaliser l'adhésion et la séparation :les interactions de charges favorisent la liaison structurelle le long de l'interface, qui peut être neutralisée et ainsi dissoute à nouveau.
Pour obtenir l’interaction des charges, l’équipe a développé deux dispersions polymères à base d’eau distinctes à appliquer sur les surfaces. Dans les deux dispersions, le polymère de base était un copolymère composé de composants peu coûteux et disponibles dans le commerce, le styrène et l'acrylate de butyle.
Pour une dispersion, les chercheurs ont recouvert les particules de tensioactif laurylsulfate et d'acide acrylique polymérisé, qui fournissent ensemble une charge négative dans la plage de pH neutre à alcaline. Pour l'autre dispersion, ils ont recouvert les particules de polysaccharide chitosane, qui contient des groupes aminés chargés positivement dans un environnement neutre ou acide.
Les deux dispersions de polymères formaient des revêtements collants sur diverses surfaces. Les chercheurs ont ensuite observé que, lorsqu'elles étaient mises en contact, les surfaces recouvertes restaient étroitement collées les unes aux autres en raison des interactions électrostatiques entre les charges positives et négatives à l'intérieur des films.
Cela était également vrai dans les environnements humides ou mouillés, qui ont généralement un effet néfaste sur les adhésifs à base d'eau. Cependant, lorsque le pH était ajusté à un extrême ou à l'autre, en ajoutant un acide ou une base forte, les charges négatives ou positives contenues dans la colle étaient neutralisées et l'adhérence disparaissait.
L’équipe affirme que le système adhésif sensible au pH pourrait servir de compromis nouveau et recyclable entre les adhésifs structurels avec des liaisons chimiques fixes et les films adhésifs pelables qui se lient à l’aide d’interactions physiques. Ils soulignent également que leur nouvelle colle électrostatique adhère bien aux surfaces en polypropylène hautement hydrofuges, qui seraient autrement difficiles à traiter avec des systèmes adhésifs aqueux.
Enfin, l'équipe propose d'intégrer un matériau biosourcé issu de l'huile de soja dans le polymère de base, franchissant ainsi une étape supplémentaire vers des systèmes de liaison recyclables et respectueux de l'environnement.
Plus d'informations : Adriana Sierra-Romero et al, Un adhésif électrostatique réversible à base d'eau, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202310750
Informations sur le journal : Angewandte Chemie International Edition
Fourni par Wiley
