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Les adhésifs à base d'eau sont l'un des formats d'adhésifs connaissant la plus forte croissance en raison de leurs avantages en termes de sécurité et de durabilité, grâce à l'élimination des COV et des risques d'inflammabilité. Ces adhésifs sont généralement faciles à appliquer et offrent le niveau de durabilité et de performance requis pour une variété d'applications. |
METHOCEL™ pour adhésifs à base d'eau
METHOCEL™ est un liant d'origine naturelle et un additif modificateur de rhéologie fabriqué par IFF, largement utilisé dans les adhésifs aqueux. Produit à partir de cellulose issue de linters de pin blanc du Sud ou de coton, la gamme METHOCEL™ comprend une gamme de grades de méthylcellulose et d'hydroxypropylméthylcellulose. IFF dispose d'un large portefeuille de ces grades afin d'offrir aux formulateurs d'adhésifs aqueux la plus grande flexibilité nécessaire pour personnaliser la viscosité, la compatibilité et la maniabilité de leurs formulations.
Les produits METHOCEL™ sont des liants et des modificateurs de rhéologie privilégiés dans les adhésifs à base d'eau car ils offrent plusieurs avantages clés, comme suit :
- Bonne adhérence et cohésion grâce à la liaison hydrogène
- Haute résistance à l'état vert grâce à des propriétés de gélification thermique réversible
- Efficacité d'application accrue grâce à la modification de la rhéologie par cisaillement
Réactivité des liaisons hydrogène
Chimiquement, METHOCEL™ présente une structure similaire à celle de la cellulose, mais avec des substitutions de chlorure de méthyle ou d'oxyde de propylène et de chlorure de méthyle sur les groupes hydroxy pour donner respectivement de la méthylcellulose ou de l'hydroxypropylméthylcellulose, comme illustré ci-dessous. La cellulose n'étant pas naturellement soluble dans l'eau, ces substitutions contribuent à augmenter sa solubilité et rendent METHOCEL™ compatible avec les systèmes aqueux.
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Malgré ces substitutions, plusieurs groupes hydroxyles ne sont généralement pas substitués. Ces groupes hydroxyles restants participent à la liaison hydrogène pour améliorer les propriétés adhésives. La liaison hydrogène augmente la force de cohésion des adhésifs fabriqués avec METHOCEL™ lorsque les groupes hydroxyles réagissent avec d'autres groupes hydroxyles présents sur le polymère METHOCEL™. De même, ces groupes hydroxyles peuvent se lier aux surfaces jointes par l'adhésif, augmentant ainsi l'adhérence. Ces interactions font de METHOCEL™ un liant idéal pour les systèmes adhésifs à base d'eau.
Gélification thermique réversible
La substitution méthoxy du METHOCEL™ confère également une résistance à l'état vert significative aux adhésifs grâce à une gélification thermique réversible. Bien que le METHOCEL™ soit soluble dans l'eau froide, il est insoluble dans l'eau chauffée entre 50 °C et 90 °C, selon le grade utilisé. Cette température est appelée température de début de gélification. À mesure que la solution refroidit, la solubilité du METHOCEL™ est restaurée, permettant une gélification réversible, comme l'illustre le graphique ci-dessous. Grâce à ce mécanisme, le METHOCEL™ agit comme modificateur de rhéologie à basse température et comme additif gélifiant à haute température.
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| Gelation of 2.0% aqueous solution of METHOCEL™ A-series grade, heating at 0.25°C/min |
Cette propriété de gélification thermique est utile dans les applications adhésives, car la plupart des adhésifs à base d'eau sont exposés à la chaleur pour évaporer l'eau et amorcer le durcissement. Sous l'effet de la chaleur, la résistance physique de l'adhésif augmente grâce à la gélification induite par METHOCEL™, ce qui permet une plus grande durabilité dès les premières phases de durcissement et une meilleure intégrité après durcissement.
Modification de la rhéologie par cisaillement
In cases where adhesives are applied to vertical or overhead surfaces, it is important to ensure that the adhesives do not sag or drip for efficient application and waste prevention. When METHOCEL™ is present in water-based solutions, such as a water-based adhesive, it imparts shear-thinning rheology. This shear-thinning rheology depends on the molecular weight of the METHOCEL™ polymer and the concentration present in the solution, as shown below.
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| Apparent viscosity versus shear rate, 2% aqueous solutions, 20°C |
Apparent viscosity versus shear rate for aqueous solutions of 4,000 mPa·s with various METHOCEL™ concentrations |
La rhéologie rhéofluidifiante conférée par METHOCEL™ est utile car elle facilite l'étalement ou la pulvérisation des adhésifs sur des surfaces verticales ou suspendues sous un cisaillement élevé. Une fois le cisaillement supprimé et l'adhésif fixé sur la surface, la viscosité se rétablit pour assurer l'épaississement, empêchant ainsi l'adhésif de couler et d'être maniable, et permettant ainsi une réduction des déchets.
Exemples d'applications
Les propriétés décrites ci-dessus du METHOCEL™ le rendent utile pour de nombreux adhésifs à base d'eau. Voici quelques exemples où le METHOCEL™ est utilisé comme liant ou modificateur de rhéologie dans ces formulations.
Adhésifs à base de latex
METHOCEL™ est un agent épaississant précieux dans les adhésifs latex, permettant d'augmenter la viscosité au niveau souhaité tout en conférant une rhéologie rhéofluidifiante. Incorporé aux adhésifs latex, METHOCEL™ améliore également les temps de séchage et la résistance à l'état humide grâce aux propriétés de gélification thermique décrites précédemment. De plus, il assure une meilleure stabilisation des charges et additifs inorganiques et insolubles, tels que les pigments. Étant non ionique, METHOCEL™ est compatible avec diverses formulations d'adhésifs latex.
Composés de collage de tapis
Ces composés sont généralement utilisés avec les moquettes en fibres synthétiques, comme le nylon et le polyester, afin d'empêcher le rétrécissement ou l'étirement dimensionnel et de limiter le gondolage lors de la pose. METHOCEL™ offre un avantage supplémentaire en épaississant l'adhésif, le maintenant ainsi dans le joint de colle de la moquette au lieu de s'infiltrer dans le support. Les propriétés de gélification thermique de METHOCEL™ accélèrent également la prise et le séchage de l'adhésif lorsqu'il est chauffé.
Adhésifs pour le traitement du cuir
Ces adhésifs sont utilisés pour coller les cuirs sur des surfaces en verre ou en porcelaine afin d'éviter le rétrécissement lors du séchage. Comparé à l'amidon, couramment utilisé dans ces types d'adhésifs, METHOCEL™ offre un avantage en tant que modificateur de rhéologie et liant, avec une meilleure rétention d'eau et une gélification thermique, créant ainsi des liaisons plus solides.
Adhésifs de stratification pour contreplaqué
METHOCEL™ est utilisé dans les adhésifs pour contreplaqué stratifié, car il offre un excellent contrôle de la viscosité et une rhéologie rhéofluidifiante, deux facteurs qui améliorent la maniabilité. Le contreplaqué stratifié impliquant l'assemblage de placages sous pression et à chaud, les propriétés de gélification thermique de METHOCEL™ augmentent la résistance à l'état vert et la durabilité de l'adhésif lors de l'assemblage et du durcissement précoce. La gélification thermique empêche également l'adhésif de pénétrer trop profondément dans les placages pendant le durcissement.
Colle à papier peint
Dans les colles à papier peint sèches, METHOCEL™ est utilisé comme liant principal pour améliorer l'adhérence à l'état humide. Il agit également comme modificateur de rhéologie pour contrôler la viscosité au niveau souhaité. L'adhérence à l'état humide de METHOCEL™ lui permet d'adhérer différents types de papier au mur tout en étant facilement repositionnable avant séchage. Ce repositionnement est rendu possible grâce au bon pouvoir lubrifiant des solutions contenant du METHOCEL™.
Nuances METHOCEL™
Le choix du grade METHOCEL™ approprié dépend des exigences de viscosité de l'application adhésive, des propriétés de gélification thermique et de la technique de préparation de la solution souhaitée. Les grades METHOCEL™ sont accompagnés d'une lettre indiquant le degré de substitution méthoxy et hydroxypropyle du polymère, comme indiqué ci-dessous.
En général, les grades METHOCEL™ à forte teneur en méthoxy présentent des températures de gélification thermique plus basses. Par conséquent, si la gélification thermique est une propriété à exploiter, il est conseillé de choisir des grades à forte substitution méthoxy. Si un solvant organique est utilisé comme cosolvant dans les formulations adhésives, les grades à forte substitution hydroxypropyle et méthoxy offriront une meilleure solubilité.
Outre le niveau de substitution, la viscosité est un autre facteur déterminant dans le choix d'un grade pour ses propriétés épaississantes. Vous trouverez ci-dessous une liste de grades d'adhésifs sélectionnés, avec leurs viscosités correspondantes. Il est à noter que la masse moléculaire du polymère correspond à la viscosité, qui elle-même influence l'importance des propriétés rhéofluidifiantes. Il est donc important de tenir compte de ce facteur lors du choix d'un grade pour un modificateur de rhéologie rhéofluidifiant. Cliquez sur les grades ci-dessous pour une description complète et plus d'informations.
| Grade |
Viscosité (2 % dans l'eau, cPs) |
Température de gélification (°C) |
| A15LV |
15 |
50–55 |
| A4C |
400 |
| A4M |
4,000 |
| F50 |
50 |
58–65 |
| F4M |
4,000 |
| J12MS |
12,000 |
62–68 |
| J75MS |
75,0000 |
| K4M |
4,000 |
70–90 |
| K15M |
15,000 |
Plusieurs autres options METHOCEL™ sont disponibles. Pour plus d'informations et consulter la liste complète des nuances METHOCEL™, consultez le site. Ici.
La lettre S dans les noms des grades J12MS et K75MS indique que la surface du grade est modifiée au glyoxal pour retarder l'hydratation jusqu'à ce que le pH soit ajusté à 9. Cela permet une dispersion complète avant l'hydratation et évite l'agglutination. Pour plus d'informations sur l'importance de ce procédé et pour vous aider à créer des solutions de METHOCEL™, consultez le site cette page pour une vidéo pédagogique.
Résumé
METHOCEL™ est un liant et un additif modificateur de rhéologie idéal pour diverses formulations d'adhésifs à base d'eau. Naturellement dérivé de la cellulose, il offre d'excellentes propriétés de liaison hydrogène, de gélification thermique et de rhéologie rhéofluidifiante. Ces propriétés font de METHOCEL™ un produit idéal pour les adhésifs : elles favorisent une force adhésive et cohésive élevée, confèrent une excellente résistance à l'état vert et réduisent les coulures et les coulures sur les surfaces verticales et suspendues. Cliquez ci-dessous pour demander plus d'informations ou un échantillon de METHOCEL™ pour votre application adhésive.
