چسب PVC ، از یک یا چند حلال و برخی افزودنی ها تشکیل شده که رزین PVC را در خود حل نموده اند. در چسب PVC از ترکیب چند حلال استفاده می شود تا ویسکوزیته محلول، سرعت تبخیر، میزان حلالیت و قیمت تمام شده، متعادل شود.

ترکیب محلول چسب، معمولا از مواد ذیل تشکیل شده است:

حلال فعال (Active Solvent) یا پراکنده کننده (Dispersant): حلال‌های فعال، کامپاندهای قطبی هستند که می توانند به صورت کامل یا جزئی، رزین PVC را در خود حل کنند. معمولاً رزین PVC می بایست در درصد بالایی از حلال حل شود تا به ویسکوزیته پائین برای پوشش دهی سطوح دست یابد.

فرمول بهینه چسب معمولاً با استفاده از حلال های سیکلوهگزانون، THF یا مخلوطی از این حلال ها حاصل می شود. از این حلال ها که از سرعت تبخیر بالا و نقطه جوش پایینی برخوردارند، برای چسب هایی که با فرچه روی سطوح کشیده می شوند استفاده می گردد.

غلظت دهنده (Diluent): غلظت دهنده ها ذاتاً حل کننده رزین نیستند، اما می‌توانند قیمت تمام شده را کاهش دهند یا نرخ تبخیر را بهینه نمایند. متداول ترین غلظت دهنده ها تولوئن (با نقطه جوش 110 درجه) و زایلن (با نقطه جوش 144 درجه) می باشند.

در حال حاضر برخی از شرکت های داخلی، از تولوئن برای افزایش غلظت چسب استفاده می کنند. این در حالی است که تولوئن، یک ماده شیمیایی با حلقه های بنزنی است و برای سلامتی بسیار زیان آور بوده و سرطان زا می باشد و به همین دلیل، استفاده از آن در کشورهای صنعتی بسیار محدود شده است. از سال 2007 مطابق با قانون 2005/59/EC که در اتحادیه اروپا وضع شده است، شرکت های تولیدکننده چسب تنها مجازند در محصولات خود کمتر از 0.1 درصد از تولوئن استفاده نمایند، به همین علت، شرکت های تولید کننده چسب، از حلال های سبز (green solvent) مانند limonene به عنوان جایگزین تولوئن استفاده می نمایند.

توصیه می شود در هنگام خرید چسب، به علامت “Toluene Free” که بر روی قوطی چسب درج شده و نشان دهنده عاری بودن چسب از تولوئن است دقت شود.

پارامتر حلالیت (Solubility Parameter):

پارامتر حلالیت (SP) رزین PVC ، 9.66 و پارامتر حلالیت وینیل استات 9.7 در واحد Hildebrand می باشد. هر نوع حلالی که پارامتر حلالیت آن در این بازه قرار گیرد می تواند رزین PVC را در خود حل کند. در صورتی که دو حلال، از پارامتر حلالیت متفاوت برخوردار باشند می‌توانند با نسبت مشخصی با یکدیگر مخلوط شوند تا حلالیت آنها با رزین PVC برابر شود. برای نمونه، پارامتر حلالیت سیکلوهگزانون که حلالی فعال است، 9.9 و پارامتر حلالیت تولوئن، به عنوان غلظت دهنده 8.9 است. در صورتی که سیکلوهگزانون و تولوئن با نسبت 30/70 با یکدیگر مخلوط شوند، پارامتر حلالیت آنها با رزین PVC برابر می شود:

در صورتی که میزان حلال موجود در چسب PVC بیش از حد باشد، سطح لوله و اتصالات PVC در حلال، حل می شود که فرآیند فیوژن را با مشکل مواجه می کند، اما اگر میزان حلال چسب در حد بهینه باشد، سطح لوله و اتصال PVC، توسط حلال موجود در چسب، نرم شده، در یکدیگر نفوذ می‌کنند و فرآیند جوش سرد به صورت کامل اتفاق می افتد.

ویسکوزیته چسب:

رزین PVC از زنجیره های بلندی تشکیل شده و هر چه به میزان رزین موجود در چسب افزوده شود، ویسکوزیته افزایش می‌یابد.کتون های حلقوی مانند: سیکلوهگزانون و ایزوفوران ویسکوزیته را کاهش می دهند و در نقطه مقابل، ویسکوزیته چسب، زمانی که غلظت دهنده به محلول افزوده می‌شود افزایش می‌یابد.

سرعت تبخیر حلال:

به منظور بهینه‌سازی خواص چسب، لازم است تا ترکیب حلال، متناسب با دمای کاربرد آن بهینه شود. اگر سرعت تبخیر بوتیل استات را ۱۰۰ در نظر بگیریم، سرعت تبخیر سایر حلال ها بدین صورت طبقه‌بندی می‌شوند:

حلالهای با سرعت تبخیر بالا: استون (1160) و MEK (570)

حلال های با سرعت تبخیر متوسط: MIBK (165)

حلالهای با سرعت تبخیر پائین: سیکلوهگزانون (23) و ایزوفوران (3)

غلظت دهنده ها: تولوئن (2) و زایلن (0.7)

به منظور بهینه سازی قیمت چسب، لازم است تا ویسکوزیته و سرعت تبخیر حلال متعادل ‌شود. به همین منظور، از کاهنده های ویسکوزیته مانند 2- اتیل هگزانول نیز استفاده می گردد.

منابع:

https://www.adhesivesmag.com/articles/94003-advancing-adhesives-non-toxic-solvents

http://total.link.be/be/B2B_FLUIDES_NL/Solutions_Peintures_EN.pdf

https://www.oatey.com/faqs-blog-videos-case-studies/blog/how-choose-right-solvent-cement-job

https://www.flowguard.com/en-afr/blog/how-solvent-cement-works

https://www.linkedin.com/pulse/basis-selecting-solvents-u-pvc-pipe-solvent-cement-yashodhan-kanade

https://www.corzan.com/blog/what-is-solvent-cement-and-why-is-it-used-for-cpvc-piping-systems