Adesivi strutturali: soluzioni innovative per il fissaggio

13/09/2024 - Un adesivo strutturale si definisce tale perché, nel momento della sua applicazione e reticolazione, entra direttamente nella struttura del materiale, diventandone parte integrante. Questo permette di creare legami molto forti, che riescono a sopportare grandi sforzi meccanici — tensione, compressione e taglio —, a distribuire in modo continuo le sollecitazioni nei punti di giunzione e a raggiungere una maggiore resistenza alle vibrazioni.
 

Campi di applicazione

Gli adesivi strutturali sono stati introdotti circa quaranta anni fa nel settore aerospaziale. Negli anni, il loro uso si è espanso ad altri settori, dall’industria automobilistica all’elettronica, dall’ingegneria civile e meccanica alle costruzioni.
 
In edilizia, così come nell’impiantistica, gli adesivi strutturali sono particolarmente apprezzati per l’uso su vetro, ceramica, legno, metallo, materie plastiche, cemento, alluminio e acciaio.
 
Si ricorre all’adesivo strutturale in tutte quelle situazioni in cui la presenza di elementi di fissaggio, come rivetti e bulloni, potrebbe compromettere la struttura di base, ma anche quando si lavora in climi estremi, con temperature molto elevate, alta umidità ed esposizione persistente ai raggi solari.
 

Come è fatto un adesivo strutturale

Gli adesivi strutturali sono costituiti da resine acriliche modificate, poliuretaniche, epossidiche o siliconiche, caratterizzate da una forte resistenza chimica, meccanica e termica. Le tipologie più comuni sono le seguenti:
 

• Adesivi strutturali poliuretanici: sono i più utilizzati e hanno buone prestazioni con le plastiche, legno, cemento e gomma. Tuttavia, non sono indicati per le temperature elevate, raggi solari, umidità persistenti e solventi.
•  Adesivi strutturali epossidici: sono indicati per i metalli, legno, alcune plastiche e gomme. Sono adesivi ad alte prestazioni, resistono a elevate temperature, ai raggi UV, all’umidità, agli agenti atmosferici e ai solventi. Rispetto ai poliuretanici, gli epossidici sono generalmente più rigidi.
• Adesivi strutturali acrilici: hanno un’eccellente forza di legame e durabilità, sebbene leggermente inferiore agli epossidici. Sono di facile utilizzo e molto validi per la maggior parte delle superfici oleose e non preparate. Hanno la capacità di legare un’ampia varietà di materiali, tra cui quasi tutte le plastiche, anche quelle più “difficili”.
• Adesivi strutturali siliconici: hanno un alto potere adesivo e sigillante sul vetro. Infatti, trovano ampio utilizzo nelle facciate continue in vetro, in quanto flessibili e durevoli all’esterno.

 
A questa lista si aggiungono anche gli adesivi strutturali ibridi, preparati con più basi chimiche, una miscela che combina la velocità degli adesivi istantanei con la resistenza e la durata degli adesivi epossidici.
 

Quale adesivo strutturale scegliere?

La scelta dell'adesivo strutturale dipende dalla base chimica di cui è composto e dal tipo di impiego. Il componente richiederà flessibilità ed elasticità o dovrà mantenere una rigidità assoluta? Quali saranno le condizioni termiche a cui sarà sottoposto? Dovrà resistere a fattori critici come umidità, raggi UV o eventuali agenti chimici? In base a queste domande si determina la scelta dell'adesivo strutturale.
 
Un altro fattore determinante nella scelta è la “tempistica di utilizzo”.
 
Ci sono situazioni in cui è necessario eseguire fissaggi rapidissimi e in serie, mentre in altre circostanze si tratta di un singolo fissaggio, che richiede tempo e precisione. In certi casi, invece, è indispensabile continuare a lavorare sul prodotto per un periodo più prolungato
 
Gli adesivi strutturali sono caratterizzati da tempistiche di lavorabilità e di manipolazione differenti, dove:
 

• Tempo aperto o anche di polimerizzazione è il periodo necessario per la polimerizzazione totale e, quindi, per avere l'adesivo al massimo della sua resistenza.
• Tempo di manipolazione è il tempo minimo durante il quale il giunto incollato deve rimanere fermo prima di iniziare a manipolarlo.

 
Un adesivo strutturale epossidico ha un tempo aperto in media di 90 minuti, mentre uno acrilico di 10 minuti. I tempi di manipolazione vanno da pochi minuti fino a 24 ore nel primo caso, e in media 10 minuti nel secondo caso.
 
Va inoltre sottolineato che gli adesivi strutturali si basano su reazioni chimiche che dipendono dalla temperatura: temperature più basse rallentano la reazione, mentre temperature più alte l'accelerano.
 

I vantaggi dell’uso di un adesivo strutturale

Un adesivo strutturale è in grado di sopportare grandi sforzi meccanici e di sostituire i metodi di giunzione tradizionali con notevoli vantaggi tecnologici. Tra i principali benefici dell'uso degli adesivi strutturali ci sono:
 

• Distribuzione uniforme delle sollecitazioni: gli adesivi strutturali distribuiscono in modo più uniforme le sollecitazioni, evitando che tutte le forze si concentrino su viti o bulloni.
• Resistenza alla corrosione: gli adesivi strutturali sono più resistenti alla corrosione rispetto ai metalli, soprattutto quando si incollano metalli dissimili.
• Impermeabilità: gli adesivi strutturali possono essere utilizzati per creare giunzioni impermeabili grazie al loro elevato grado di impermeabilità.
• Versatilità: permettono l'incollaggio di materiali che non si possono saldare tra loro, come alluminio e plastica, alluminio e fibre di carbonio.
• Leggerezza: sono più leggeri rispetto ai metalli e alle plastiche, contribuendo a ridurre il peso complessivo dell'assemblaggio.
• Estetica: essendo "invisibili", conferiscono un aspetto finale gradevole al materiale assemblato.
• Riduzione dei costi complessivi: nonostante il costo iniziale più elevato, l'adesivo strutturale semplifica il processo di assemblaggio, riducendo i costi e la necessità di manodopera specializzata, come nel caso della saldatura.