O que são Adesivos Sensíveis à Pressão (PSA)?
Os adesivos sensíveis à pressão (PSAs), também conhecidos como adesivos autocolantes, aderem a uma superfície quando é aplicada uma pressão, sem necessidade de calor, água ou solventes para cimentar a ligação. Estes adesivos proporcionam uma forte aderência à temperatura ambiente e podem ser removidos e colados novamente, ao contrário de outros adesivos de polímeros que sofrem alterações permanentes à medida que se colam.
As qualidades únicas dos PSAs tornam-nos adequados para uma vasta gama de produtos adesivos em todos os setores, desde fitas, etiquetas e bandagens a eletrônica e interiores automotivos. Avaliado em 12,74 bilhões de dólares em 2023, prevê-se que o mercado global de PSAs continue a expandir (Grand View Research, 2024).
Como funcionam os PSAs
A caraterística que define um adesivo sensível à pressão é a sua aderência permanente. Ao contrário de adesivos estruturais, que passam por alterações químicas permanentes à medida que se ligam ao substrato, os adesivos sensíveis à pressão dependem da sua aderência, ou pegajosidade, para aderir a uma superfície.
Como funcionam os adesivos estruturais
Os adesivos estruturais podem funcionar através de adesão química (formação de novas ligações químicas com o substrato), adesão mecânica (solidificação para se prender em orifícios na superfície do substrato, também conhecido como efeito de ancoragem), ou adesão difusiva (penetração profunda do polímero adesivo no substrato através de interdifusão). Estas alterações permanentes podem alterar o substrato e tornar o adesivo difícil de remover e impossível de reutilizar.
Adesão sensível à pressão
Os adesivos sensíveis à pressão produzem a sua aderência principalmente através das forças de Van Der Waals, que são atrações intermoleculares que ocorrem quando o adesivo e a superfície do substrato são colocadas em contato próximo. Quando o adesivo macio e flexível é pressionado contra o substrato, as suas moléculas “molham” a superfície, as moléculas de ambas as superfícies são aproximadas e as forças de Van Der Waals podem atuar com a máxima força.
Uma vez que esta força pode ser iniciada com uma ligeira pressão e pode ser revertida simplesmente puxando o adesivo para longe da superfície, os PSAs são facilmente removíveis e alguns são até mesmo reutilizáveis, mantendo normalmente a sua aderência ao longo de múltiplas utilizações. Estas propriedades também permitem que os PSAs adiram efetivamente, de forma não invasiva – sem danificar a superfície – e instantaneamente a quase todas as superfícies, sem a necessidade de uma etapa de cura durante a adesão.
Tipos de PSA
Os adesivos sensíveis à pressão são fabricados em várias formas principais para utilização em todas as indústrias.
Fita adesiva
As fitas adesivas são rolos de um suporte que foi revestido com PSA em uma ou em ambas as faces. Estas fitas são os exemplos mais comuns de aplicação de PSA, incluindo fita de escritório, fita adesiva americana, fita isolante, entre outras. A composição do adesivo e do suporte é frequentemente adaptada à aplicação da fita.
Produtos de face única vs. produtos de dupla face
As fitas adesivas de face única (ou de uma face, ou de revestimento único) são revestidas com adesivo sensível à pressão em apenas um dos seus lados, deixando o outro lado do suporte livre. Isto expõe o suporte após a aplicação, e não o adesivo, oferecendo à fita uma maior proteção contra fatores ambientais como a umidade, o pó e a luz UV.
As fitas adesivas de dupla face (ou duas faces, ou dupla cobertura) são revestidas com adesivo sensível à pressão em ambos os lados do seu suporte, oferecendo uma solução versátil para unir duas superfícies, mantendo a fita escondida entre elas.
Etiquetas adesivas
As etiquetas adesivas são utilizadas na maioria dos produtos e embalagens, o que faz delas a aplicação de PSA mais comum no mercado. Estes produtos, que também incluem adesivos, gráficos, películas imprimíveis e laminados de proteção, são compostos por um suporte e um revestimento de PSA protegido por um revestimento.
Fita transferível
As fitas transferíveis são rolos ou folhas de adesivo sem suporte. Em vez disso, cada lado da folha de adesivo livre é protegido por um revestimento que pode ser removido. Esta folha fina de adesivo é utilizada para unir de forma contínua camadas de materiais como tecido, plástico, placas de circuitos impressos e papel. A fita transferível é frequentemente utilizada na montagem de dispositivos elétricos, design gráfico, manufatura, áreas médica e de saúde, e bens de consumo.
Filmes imprimíveis
Os filmes imprimíveis são fitas de face única que consistem num suporte imprimível, muitas vezes feito de PE, PP, PET ou PVC, revestido com uma camada de PSA. Os usuários, muitas vezes da indústria de design gráfico, podem imprimir designs no filme antes de fixá-lo no produto final. O PE, o PP e o PET são amplamente utilizados para aplicações de embalagem e rotulagem, enquanto o PVC é comumente utilizado para publicidade exterior e envelopamento de veículos.
Aplicações permanentes vs. temporárias (removíveis)
Embora a maioria dos PSAs seja projetada para ser removível, alguns são considerados permanentes. Estes produtos aumentam lentamente a força de ligação, normalmente ao longo de um período de horas a dias. São inicialmente removíveis e aderem através de forças eletrostáticas, mas com o tempo, a adesão torna-se permanente através de ação química, mecânica ou difusiva.
Materiais PSA
A maioria dos PSAs é criada através da combinação de um elastómero (ou polímero elástico) com um agente taquificante para criar um produto que seja simultaneamente elástico e viscoso à temperatura ambiente. Os aditivos comuns também incluem plastificantes para ajustar a suavidade e a viscosidade e antioxidantes para proporcionar uma resistência adicional às intempéries.
Borrachas, Resinas e Elastômeros Termoplásticos
Nestas formulações de PSA, uma borracha é combinada com um agente taquificante para produzir um material pegajoso com excelente aderência. Os produtos à base de borracha, que são normalmente aplicados a um substrato quando dissolvidos num solvente, são a variedade mais comum de PSA para uso geral. Estes produtos podem também ser baseados em elastômeros termoplásticos (TPE), que são normalmente aplicados a substratos através do método de fusão a quente.
As formulações à base de borracha aderem a uma grande variedade de materiais com alta aderência, mantêm a sua adesão ao longo do tempo e são econômicas para produzir. No entanto, a menos que sejam especialmente formulados, a sua principal desvantagem é a sua fraca resistência a fatores ambientais como o calor, a exposição a produtos químicos, a luz UV e a oxidação.
Acrílico
As formulações de PSA acrílico aderem fortemente a substratos polares, como o vidro e o metal, mas podem ser adaptadas para aderir efetivamente a quase todos os materiais. Ao contrário de outras bases de elastômeros, alguns acrílicos proporcionam uma aderência suficientemente forte para que não seja necessário utilizar agentes taquificantes. No entanto, estes aditivos são ainda frequentemente utilizados para afinar as propriedades do adesivo e aumentar ainda mais a aderência.
Os PSAs acrílicos são altamente personalizáveis e oferecem uma boa resistência à exposição química, à radiação UV, à oxidação e à hidrólise. Eles possuem também uma gama de temperaturas muito mais ampla do que os PSAs à base de borracha, mantendo as suas propriedades até mesmo abaixo do ponto de congelamento e acima do ponto de ebulição. As suas principais desvantagens incluem o seu custo mais elevado, a adesão limitada a substratos de baixa energia superficial (LSE), como as poliolefinas, e um intervalo de pressão mais longo necessário para atingir a força total.
Silicone
Os PSAs de silicone são a variedade de formulação menos comum e mais especializada. Eles oferecem uma excelente resistência à exposição química e à oxidação, a capacidade de aderir a ambas as superfícies polares e não polares, e podem manter a sua integridade em temperaturas superiores a 250°C. Os PSAs de silicone são preferidos para substratos de baixa energia superficial (LSE) e contato com a pele, como em aplicações médicas para uma remoção suave. As suas principais desvantagens incluem o seu elevado custo e a sua fraca aderência sem aditivos.
Materiais da Kuraray para PSAs
Além do KURARAY LIQUID RUBBER, uma gama de agentes taquificantes flexíveis e plastificantes para uso em adesivos sensíveis à pressão, a Kuraray oferece vários outros polímeros que melhoram o desempenho do PSA.
KURARAY LIQUID RUBBER
KURARAY LIQUID RUBBER oferece uma ampla variedade de classificações de borracha líquida de polibutadieno (L-BR), borracha de poliisopreno líquido (L-IR) e borracha de poliestireno-butadieno líquido (L-SBR) para uso como agentes taquificantes e plastificantes em adesivos sensíveis à pressão e adesivos hot melt. Além dos pontos fortes específicos de cada classificação, KURARAY LIQUID RUBBER é um aditivo de baixo VOC que melhora a força de aderência e a processabilidade.
KURARAY LIQUID RUBBER as classificações de homopolímeros de L-BR, L-IR e L-SBR são excelentes plastificantes reativos para utilização em adesivos sensíveis à pressão e hot melts à base de SIS, SBS e EVA. Estas classificações são adequadas para aplicações de mobilidade, fitas industriais e fitas médicas, graças à sua boa resistência a temperaturas baixas, resistência a fissuras e desempenho de amortecimento. As classificações de carboxilados L-IR, L-IR-403 e L-IR-410, também suportam a produção de PSA automotivo e industrial, através da melhoria da adesão a metais e fibras.
Para adesivos sensíveis à pressão curáveis por UV e adesivos sensíveis à pressão à base de acrílico, a Kuraray oferece dois graus L-IR, UC-102M e UC-203M. Quando utilizados como aditivos para formulações de PSA, estes produtos oferecem cura UV, forte aderência, boa flexibilidade, aumento da tenacidade, baixa taxa de retração, resistência à umidade e resistência à permeação, ao mesmo tempo que se obtém um revestimento sem solventes ou com baixo teor de VOC.
O homopolímero L-BR da Kuraray oferece uma gama de classificações para utilização como plastificantes reativos em adesivos sensíveis à pressão, enquanto o L-SBR serve como um aditivo de amortecimento de alto desempenho em adesivos automotivos projetados para minimizar vibrações e ruídos.
SEPTON™
SEPTON™, um elastômero termoplástico de estireno oferece uma vasta gama de variações do teor de estireno e do peso molecular, permitindo a otimização da aderência, da resistência ao calor e da flexibilidade nas formulações de PSA. Ele pode ser utilizado em adesivos hot-melt e à base de solventes, proporcionando uma forte adesão e uma excelente durabilidade para diversas aplicações, tais como etiquetas, fitas, películas de proteção e adesivos médicos. A Kuraray oferece o SEPTON™ série 2000 e SEPTON™ série 4000 as como vários graus de polímero para uso em formulações de PSA.
HYBRAR™
Para aplicações que exigem um excelente amortecimento acústico, tais como adesivos automotivos, ferroviários, marítimos e de aviação, a Kuraray oferece o HYBRAR™ série 5000. Este copolímero em bloco de estireno não hidrogenado é adequado para uso em adesivos, peças para automóveis, eletrônica, selantes e muito mais. Além disso, o HYBRAR™ série 7000 (classificações de hidrogenados) melhora o desempenho dos adesivos à base de olefinas. Ele pode proporcionar flexibilidade para aumentar a reaplicabilidade, a coesão, a resistência ao calor e até mesmo as propriedades de amortecimento, tornando-o altamente adequado para formulações de adesivos funcionais especiais e de alto desempenho.
Métodos de produção
Embora quase todos os produtos PSA cheguem ao mercado numa forma pegajosa, pronta para uso, que é sólida à temperatura ambiente, o adesivo recém-fabricado pode ser aplicado ao seu suporte de várias formas.
À base de água
Neste método de aplicação, o adesivo é disperso em água e aplicado ao substrato. A água é então evaporada, deixando apenas o adesivo. Este método é cada vez mais popular como alternativa de baixo custo, alto desempenho e amigável ao meio ambiente em relação à aplicação à base de solventes. Embora ele permita revestimentos finos e seja amplamente compatível com vários PSAs, o produto resultante tem frequentemente uma fraca resistência à umidade.
À base de solventes
Tal como nas aplicações à base de água, o adesivo é dissolvido em um solvente que é aplicado ao produto e depois evaporado à força, deixando apenas o PSA. Embora seja possível aplicar uma gama mais vasta de adesivos desta forma, a aplicação à base de solventes é um pouco mais cara e frequentemente introduz compostos orgânicos voláteis (VOCs) ao processo, o que pode prejudicar o meio ambiente, apresentar riscos para os trabalhadores e constituir um risco de incêndio.
Hot melt
Os PSAs hot melt com elevada viscosidade e aderência podem ser fundidos, aplicados a um produto e depois resfriados até ao seu estado original. Este método de baixo custo é capaz de revestir a maioria dos substratos e pode aplicar uma camada espessa de adesivo, mas não é adequado para revestimentos finos e resulta em um produto com baixa resistência ao calor. Alguns destes adesivos hot melt são aplicados durante a produção de fitas e etiquetas, enquanto outros são aplicados em processos de montagem.
Curado por UV
Os PSAs com baixa viscosidade podem ser reagidos com radiação UV depois de aplicados para induzir uma maior polimerização, aumentando o seu peso molecular para formar o adesivo final. Este método amigável ao meio ambiente evita os solventes, o que lhe permite construir revestimentos muito mais espessos e ser utilizado em substratos sensíveis ao calor ou à umidade. Ele continua a ser o método de aplicação menos utilizado em termos de volume, uma vez que só é compatível com determinadas formulações de PSA de baixa viscosidade.
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Métodos de colagem e fixação
Um adesivo sensível à pressão é fixado simplesmente espalhando-o de forma plana sobre a superfície-alvo e aplicando pressão. Alguns PSAs podem também formar uma ligação mais forte sob uma pressão inicial maior ou mais longa.
Apesar de todos os PSAs poderem ser aplicados a um substrato através de pressão, cada produto tem as suas próprias propriedades únicas que o tornam ideal para determinadas aplicações e abaixo do ideal para outras. Além do custo, há uma variedade de fatores a considerar na escolha de um PSA adequado às suas necessidades.
Energia de superfície
A compatibilidade de um PSA com uma superfície é determinada tanto pelo tipo de PSA como pela energia da superfície do substrato. Determinar quais os materiais aos quais o adesivo terá de aderir fortemente, ao escolher a base do elastômero de uma formulação de PSA.
Força de aderência
Dependendo do peso ou da força mecânica que se espera que o adesivo suporte, um PSA pode necessitar de uma força de aderência mais elevada. Várias formulações oferecem opções para quase todos os tipos de aderência, sendo que os produtos PSA à base de borracha oferecem normalmente a aderência mais elevada.
Espessura do adesivo
As camadas mais espessas de PSA geralmente proporcionam um produto final mais forte que pode aderir a si próprio de forma mais efetiva. Outros produtos podem exigir uma camada mais fina de adesivo. Os métodos de aplicação, como a cura por UV e o hot melt são mais adequados para a aplicação de camadas espessas de adesivo, enquanto os métodos à base de solventes e de água podem produzir camadas mais finas e mais precisas.
Considerações sobre a temperatura
Em algumas aplicações, o PSA pode precisar manter a sua adesão a temperaturas mais elevadas ou mais baixas. A maioria dos PSAs perde a sua aderência a baixas temperaturas e começa a amolecer e a escorregar a altas temperaturas, mas alguns são projetados para funcionar a temperaturas tão baixas como -60°C e tão altas como 250°C.
Resistência às intempéries
Dependendo da aplicação a que se destina, um PSA pode necessitar de uma maior resistência à luz UV, água, solventes, óleos, oxidação e outras formas de ação química.
Compatibilidade com o suporte
O suporte, ou superfície em que o PSA será mantido antes de ser utilizado, também deve ser considerado. Alguns suportes podem não ser capazes de suportar o calor dos PSAs aplicados através de hot melt ou a umidade dos aplicados através de emulsões de água.
Pressão necessária
Algumas formulações de PSA com aderência extremamente forte requerem aplicações iniciais de pressão mais longas ou mais fortes para atingir a ligação mais forte possível. Os PSA à base de borracha podem ser mais adequados em aplicações que necessitem atingir rapidamente a aderência total.
Tratamento de superfície
Algumas superfícies podem ser tratadas para as tornar compatíveis com um adesivo sensível à pressão que satisfaça todas as outras necessidades da aplicação. A adesão de um PSA pode ser melhorada através do aumento da molhabilidade da superfície-alvo.
Indústrias que aplicam
Os adesivos sensíveis à pressão são utilizados em uma grande variedade de aplicações em todos os setores, especialmente na embalagem.
Bens de consumo, montagem e embalagem
Os adesivos sensíveis à pressão são amplamente utilizados em etiquetas, fitas, montagem e embalagens na maioria das indústrias – que, em conjunto, representam quase 75% do mercado de PSA (market.us, 2024). Outros bens de consumo predominantes incluem gráficos, notas autoadesivas e itens para pendurar na parede. Os PSAs utilizados nestas aplicações são frequentemente de baixo custo e facilmente removíveis. Eles podem também precisar resistir a baixas temperaturas se forem utilizados em aplicações como embalagens de alimentos congelados.
Industrial e construção
Nos setores industriais e de construção, os PSAs são utilizados para mais do que apenas embalagens e montagens. Eles também são encontrados em fitas especializadas, etiquetas, fita isolante, colagem de painéis e fachadas, papel de parede e piso. Os PSAs utilizados nestas aplicações devem normalmente ter uma forte aderência e resistência ao calor.
Eletrônica
Como a eletrônica se torna mais densa e mais potente, eles necessitam de adesivos mais finos para suportar a crescente miniaturização. As películas de PSA de alta aderência podem ser cortadas com precisão para fixar placas de circuitos impressos e montar componentes eletrônicos. Os PSAs selecionados para estas aplicações devem ser resistentes a temperaturas mais elevadas. Como outro exemplo, as fitas de corte são amplamente utilizadas para manter os wafers semicondutores no lugar durante os processos de corte e manuseio.
Mobilidade
Os adesivos sensíveis à pressão são utilizados na construção de quase todos os veículos, desde os painéis interiores e o amortecimento de ruídos até eletrônica e vedantes.
Automotivo
Os adesivos sensíveis à pressão são fundamentais para a montagem automotiva. Eles podem ser encontrados na construção de acabamentos interiores, etiquetas, emblemas, painéis acústicos, vedantes, feixes de cabos, eletrônica, baterias EV, revestimento externo e películas de proteção de superfícies. Estas aplicações requerem frequentemente resistência ao calor, aos produtos químicos, ao óleo, à água e à oxidação para um desempenho duradouro.
Ferroviário e marítimo
As indústrias ferroviária e marítima utilizam os PSAs para selar cabinas, colar painéis interiores, fixar o isolamento e amortecer o ruído. Tal como os PSAs para automóveis, estas aplicações requerem resistência à água, aos produtos químicos e aos óleos, bem como maiores capacidades de amortecimento de vibrações.
Aviação
As aeronaves também utilizam PSAs em painéis, isolamento, amortecimento de ruído, etiquetas, eletrônica, vedantes e muito mais. Estas aplicações de alto risco requerem adesivos sensíveis à pressão com baixo teor de VOC que possam funcionar a uma vasta gama de temperaturas, bem como resistência à água, aos produtos químicos, ao óleo e à oxidação.
Adesivos médicos
Os adesivos sensíveis à pressão são fundamentais em aplicações médicas pois nenhum outro adesivo ou fixador estrutural é biocompatível, facilmente removível e delicado para a pele. Os PSAs são utilizados em bandagens, adesivos médicos e dispositivos médicos vestíveis, como monitores cardíacos. Nas fitas e curativos médicos, os adesivos de base acrílica são predominantes. Para proteção da pele e tratamento de feridas, os adesivos à base de borracha (como os hidrocoloides) são amplamente utilizados. Para peles sensíveis ou situações que exijam uma utilização prolongada, são utilizados adesivos à base de silicone.
Vantagens
- Permite a separação do adesivo e da superfície sem danos
- Proporciona força adesiva imediatamente após a aplicação de pressão
- Adere facilmente tanto em ambientes industriais como de consumo
- Cola materiais difíceis, independentemente da compatibilidade
- Oferece um método de fixação flexível, leve, fino, preciso e invisível
- Melhora os tempos de montagem eliminando os passos de cura
- Adere a superfícies difíceis, incluindo a pele humana (adesivos médicos)
- Proporciona uma espessura de adesivo uniforme
- Limita as preocupações de saúde, segurança e descarte
Desvantagens
- Descasca gradualmente sob tensão contínua
- Força adesiva máxima limitada – não é adequado para aplicações estruturais ou em superfícies ásperas
- Algumas variedades são vulneráveis à temperatura, aos solventes e às intempéries
- Algumas variedades introduzem VOCs no processo de montagem
- Custo moderado
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