Como funciona a fita adesiva

A fita crepe, criada em 1925, pretendia resolver um problema muito específico: aplicar pinturas em dois tons nos carros, que eram populares na época.

Antes da fita adesiva, as oficinas de automóveis estavam "mascarando" cada aplicação de cor usando cola e papel. Descascar o papel arruinou inúmeros trabalhos de pintura. Richard Drew, um jovem assistente de pesquisa da 3M, testemunhou um desses trabalhos arruinados e os xingamentos furiosos que se seguiram. Drew, que não tinha absolutamente nenhuma experiência em adesivos, decidiu, aparentemente na hora, criar um adesivo que pudesse ser removido da tinta seca sem descascar [fonte: ACS ]. Dois anos depois, a fita adesiva foi introduzida.

Em seguida, ele inventou a fita de celofane transparente, mais tarde chamada Scotch® Magic Tape. Embrulhar para presente nunca mais seria o mesmo.

Nem as correções domésticas diárias. Durante a Grande Depressão , quando a maioria das pessoas precisava consertar coisas como toalhas de mesa e estofados em vez de substituí-los, a fita adesiva transparente oferecia uma solução rápida, barata e esteticamente satisfatória. Como resultado, enquanto muitas empresas fechavam suas portas ou mal conseguiam sobreviver, a Magic Tape manteve a 3M não apenas à tona, mas próspera [fonte: ACS ].

Hoje, a fita adesiva vem em acabamento celofane para embrulho e acabamento fosco para rotulagem. A fita adesiva pesada é um grampo de muitos reparos domésticos, enquanto a fita dupla face prende os pôsteres. Fita marrom envolve pacotes e adesivos elásticos funcionam para enfaixar. A união de dois materiais com fita adesiva é tão comum há tanto tempo que as pessoas quase nunca pensam em perguntar "como é que faz isso?"

Acontece que a fita é bastante notável. Não é a adesão em si, mas o tipo específico de adesivo usado na fita que a torna indispensável na vida cotidiana. O "adesivo" usado na fita adesiva é diferente, pois depende principalmente de processos físicos, não químicos, para aderir.

A adesão certamente não começou com fita adesiva. Marceneiros no antigo Egito usavam cola natural feita de colágeno animal. Substâncias naturais e viscosas, como cera de abelha e resina, sempre mantiveram os materiais juntos de forma eficaz [fonte: THToC ].

Nos tempos modernos, antes da fita, colas e epóxis faziam a maior parte do trabalho adesivo. Mas eles tinham sérias desvantagens, especialmente no uso doméstico. Sujeira, permanência e secagem para um acabamento duro, todas as colas tradicionais , que normalmente se unem por meios químicos, não são ótimas para trabalhos diários pequenos e rápidos.

Os adesivos usados ​​na fita funcionam de forma diferente. Eles são chamados de adesivos sensíveis à pressão ( PSA ) e incluem materiais como silicones, acrílicos e borrachas – todos polímeros aos quais uma resina pegajosa é adicionada para aumentar a aderência [fonte: ThomasNet ]. Esses PSAs dependem de reações físicas, não químicas, para aderir. Isso contribui para qualidades como capacidade de remoção e flexibilidade - algumas das coisas que mais gostamos na fita.

Em uma ligação sensível à pressão, existem dois processos principais em ação: umedecimento e forças de van der Waal. O primeiro estabelece a adesão. O último o torna mais forte [fonte: Hyperphysics ].

Umedecer é bem simples. Nesse caso, refere-se à maneira como um adesivo sólido penetra em um substrato (o material no qual a fita é aplicada). O adesivo sólido usado na fita é bom em molhar porque tem uma baixa energia de superfície , o que significa que suas moléculas de superfície estão se movendo muito, ou são energizadas, causando ligações mais soltas. Essa característica permite que as moléculas do adesivo fluam com relativa facilidade, mesmo que na forma sólida, nos poros do material substrato. Basta um pouco de pressão. E quanto melhor a capacidade de fluir para o substrato, mais forte será a ligação física.

Alguns adesivos formarão ligações mais fortes ao longo do tempo, à medida que as moléculas penetram mais profundamente no material do substrato. Desde o início, porém, um fenômeno físico diferente aumenta a força da adesão sensível à pressão. As atrações moleculares chamadas forças de van der Waal entram em vigor antes mesmo que a pressão seja aplicada à fita.

As forças de Van der Waal são atrações fracas entre moléculas que normalmente não podem ter cargas positivas ou negativas. Algumas moléculas principalmente neutras cujos prótons e elétrons não estão distribuídos uniformemente podem às vezes exibir cargas, conhecidas como momentos de dipolo [fonte: Hyperphysics (em inglês )]. Essas cargas, ou polaridades , permitem que formem ligações físicas com outras moléculas carregadas; eles podem, de fato, induzir cargas em outras moléculas principalmente neutras por mera proximidade [fonte: Hyperphysics ].

Moléculas em um adesivo sensível à pressão podem exibir momentos de dipolo e induzem momentos de dipolo correspondentes à medida que se aproximam das moléculas da superfície do substrato. As moléculas de carga oposta do adesivo e do substrato, em contato, formam ligações físicas, aumentando a força da adesão à base de umectação.

A adesão é apenas parte da equação, no entanto. A beleza da fita adesiva está tanto em seu design quanto em seu vínculo.

Toda vez que tiramos uma fita de um rolo - para embrulhar um presente, pendurar uma arte de macarrão, consertar temporariamente um cano com vazamento ou selar um pacote para envio - provavelmente perdemos a genialidade do rolo em si. Mais notavelmente, por que o adesivo adere ao suporte e ao substrato, mas não a si mesmo?

Se a fita não estivesse em forma de rolo, provavelmente seria um pouco difícil jogar em uma gaveta de lixo. E "adesivo" que não é fita adesiva geralmente é cola - gotejante e permanente. É a parte da fita que torna o produto tão elegante, tão compacto e tão fácil.

O processo de fazer fita é bastante uniforme. Toda fita adesiva tem quatro componentes [fonte: ACS ].

As camadas são aplicadas em folhas grandes, que são finalmente enroladas e cortadas em rolos de fita de 1, 2 ou 3 polegadas de largura que você compra na loja.

O revestimento final - o release - enfatiza uma distinção interessante no mundo da aderência: adesão versus coesão. Na adesão , um tipo de molécula adere a outro tipo de molécula; na coesão , um tipo de molécula está grudado em si mesmo. A fita usa ambos [fonte: Scientific American ]. As moléculas do adesivo aderem às moléculas do substrato, ou aderem, mas também aderem umas às outras, ou aderem. Se não fosse esse o caso, a substância adesiva não se manteria unida. O revestimento de liberação evita a coesão na superfície da fita para que possa ser desenrolada facilmente.

E assim, o que começou como fita adesiva e alguns pintores de automóveis muito felizes agora é uma indústria em si. Fitas adesivas envolveram os esqueletos metálicos dos dirigíveis para evitar a corrosão. Eles isolaram pelo menos um módulo lunar e ajudaram os astronautas da Apollo 11 a realizar alguns reparos na lua no pára-choque do módulo lunar [fontes: ACS , NASA ]. Eles prendem espelhos retrovisores nos carros e impedem que milhões de scrapbookers arranquem os cabelos quando a posição estiver a um milímetro [fonte: 3M ].

Os adesivos sensíveis à pressão até nos dão notas Post-It. Não é água corrente. Mas está perto.

Nota do autor: como funciona a fita adesiva

Em busca de mais informações sobre a fita usada pela NASA para isolar um módulo lunar (especialmente desenvolvido para esse fim, com a capacidade de permanecer pegajoso em uma enorme faixa de temperatura), também encontrei fotos do módulo Apollo remendado com um duto antigo simples fita, e se deparou com um fenômeno interessante: os teóricos da conspiração decidiram que a presença de fita adesiva na sonda Apollo confirma que o pouso na lua foi uma farsa.

É provavelmente um ponto de vista comum, que as ferramentas que temos em casa não poderiam ser usadas para levar os homens à lua. E neste caso, na verdade, foi apenas um reparo rápido no pára-choque do módulo de pouso, que caiu durante a missão. Mas a fita adesiva também desempenhou um papel significativo em trazer os malfadados astronautas da Apollo 13 de volta à Terra, e meu ponto é simplesmente este: aprendi em minha pesquisa que a fita adesiva foi realmente um desenvolvimento revolucionário [fonte: Universe Today ]. Por todas as contas, há uma razão pela qual o Museu de Arte Moderna de Nova York apresentou fita adesiva em uma exposição chamada "Humble Masterpieces" e Richard Drew foi introduzido no National Inventors Hall of Fame.

Em defesa dos adesivos sensíveis à pressão, se o pouso na lua foi falsificado, a fita adesiva provavelmente não é prova disso.

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