Colle e mastici

Autore testo: Lorenzo Taddei Pardelli

Le sostanze che frapposte tra due corpi, ne consentono il collegamento più o meno tenace, si definiscono colle o mastici.
Si chiamano invece adesive quelle sostanze con le quali è possibile ottenere collegamenti tra le superfici che il distacco avviene per cedimento all'interno del sistema molecolare del materiale incollato, e non per distacco delle superfici in aderenza.
Alla base dell'unione delle particelle dei corpi, dal punto di vista fisico, ci sono l'adesione, stato di mutua attrazione tra superfici a contatto e la coesione, stato di mutua attrazione tra particelle all'interno di un corpo. Il distacco tra i corpi può avvenire o lungo la superficie di contatto dei corpi stessi quando la coesione prevale sull'adesione, oppure per distacco all'interno del materiale meno resistente se la sua coesione è meno resistente all'adesione tra le due superfici.
Il comportamento in figura a è caratteristico dei collanti, l'altro in figura b degli adesivi.
Oggi i migliori collanti sono di origine sintetica, ed hanno sostituito quelli di origine animale e vegetale che usati per lungo tempo, oggi trovano minor impiego nell'edilizia.
Gli adesivi di natura sintetica sono a base di gomma, di polivinilacetati (PVA), di resine acriliche ed epossidiche, di fenol-polivinilacetati e fenolnitrilici.
Sono utilizzati soprattutto per lavorazioni di finitura, come applicazioni di rivestimenti o di pavimentazioni.
La composizione chimica di ognuno di essi consente applicazioni adeguate e vantaggiose con alcuni prodotti edilizi, mentre li rende inadeguati in altre circostanze.
I più interessanti dal punto di vista dell'innovazione tecnica sono quelli che permettono l'adesione di materiali di diversa natura, come per esempio vetro e metallo, metallo e materie plastiche ecc...
Significativa è la possibilità di utilizzo in caso di sollecitazioni di tipo strutturale o tra elementi che hanno un comportamento diverso rispetto alla dilatazione termica.

Gli adesivi a base di gomma hanno un tempo di essiccazione più breve e un'adesione superiore, ma sono generalmente infiammabili. Variando opportunamente il contenuto solido, la viscosità, lo scorrimento, il tempo di essiccazione ecc. si possono ottenere adesivi di diversa consistenza (da fluidi a pastosi) che abbiano le giuste caratteristiche di applicazione e consentano la migliore adesione sui materiali che debbono essere uniti. Volendo unire superfici di metallo, vetro o altro materiale compatto occorre fare ricorso a differenti tecniche, consistenti essenzialmente nell'incorporazione di resine ed altri ingredienti nell'adesivo. Gli adesivi a base di gomma naturale possono essere preparati per vulcanizzare a caldo o a temperatura ambiente, fanno presa per evaporazione del solvente o dell'acqua e/o per vulcanizzazione.

Gli adesivi polivinilacetici hanno caratteristiche tali per cui sono utilizzati come base per una vasta gamma di applicazioni. Possiedono un'eccellente adesività a molte superfici, una notevole coesione interna, compatibilità con altre resine, polimeri, plastificanti, solventi, una buona praticità d'uso. Sono largamente usati in edilizia, soprattutto nella prefabbricazione, nell'incollaggio di lana di vetro o di roccia, di polistirolo e poliuretani espansi su tutti i supporti. Gli adesivi poliuretanici sono ottenuti per miscelazione, al momento dell'uso, di una resina estere con un polisocianato; danno dei film termoplastici morbidi e aderenti. Hanno due inconvenienti: al momento dell'uso sono tossici, reagiscono rapidamente con l'umidità e liberano anidride carbonica, provocando un film fragile e poco aderente, per questo motivo non possono essere utilizzati in atmosfera umida. Gli adesivi a base di poliuretani sono considerati ottimi se impiegati su legno o cemento, meno validi per l'incollaggio di metalli e vetro.

Gli adesivi a base di resine acriliche sono soluzioni, emulsioni o composizioni polimeromonomero. L'adesione avviene con vetri, metalli, carte e tessuti; la forza del legame dipende dal tipo di polimero impiegato e dal mezzo di applicazione. Con le resine epossidiche si ottengono adesivi con notevoli qualità; eccezionale potere adesivo sui metalli, a contatto dei quali non provocano corrosioni, sulla ceramica, sul vetro, sul legno, sulle materie plastiche; un'ottima stabilità agli sbalzi termici e alle sollecitazioni costanti. La scelta dell'adesivo non dipende soltanto dalla solidità desiderata, ma anche dal numero, dal tipo e dalla forma dei pezzi da congiungere, dallo spessore della giunzione. Si adoperano adesivi a caldo quando si devono unire materiali uguali o aventi un'uguale dilatazione termica. Per congiungere materiali sensibili al calore, oppure materiali con dilatazione termica molto diversa, conviene impiegare gli adesivi indurenti a freddo. In questo senso sono particolarmente adatti gli adesivi che si presentano flessibili dopo l'indurimento.
Per quanto si possano indurire senza l'impiego di pressione, i pezzi vengono comunque fissati in modo da ottenere una giunzione dello spessore massimo di 0,1-0,2 um; in questo modo, non solo si ottengono le massime resistenze, ma si ha anche il vantaggio che la resina, per effetto della capillarità viene trattenuta dalla giunzione.
L'indurimento può aver luogo a temperatura ambiente, o temperatura elevata; la durata dell'indurimento può essere di giorni, di ore oppure solo di minuti e diminuire con l'aumentare della temperatura.

I collanti di origine animale o vegetale sono: la colla da falegname, la colla di pesce, la colla alla caseina, l'albume, le colle cellulosiche, l'amido, le destrine, i lattici naturali e la colofonia.

I mastici sono prodotti con alte caratteristiche di lavorabilità e modellabilità, così come ad esempio gli stucchi ed i turapori; sono sostanze adesive a base di bitume, di caucciù o di resine sintetiche. I mastici vengono utilizzate prevalentemente nella posa in opera di piastrelle o pannelli, in caso di realizzazioni di giunzioni resilienti o nei casi in cui si voglia prevenire l'insorgere di umidità.

Fonte testo:
C. Amerio e G. Canavesio (a cura di), Materiali per l'edilizia, Società editrice internazionale, Torino, Giugno 2000