Materiale legante

Un legante o agente legante è qualsiasi materiale o sostanza che trattiene o disegna altri materiali insieme per formare un insieme coesivo meccanicamente, chimicamente, per adesione o coesione.

Gli astringenti sono sostanze che possono indurirsi a causa di processi fisici e chimici. Passando dall’impasto allo stato simile alla pietra, il materiale legante lega le pietre o aggrega i grani l’uno all’altro. Questa proprietà dei leganti viene utilizzata per la produzione di malte – muratura, intonacatura e speciali, oltre a calcestruzzi, mattoni di silicato, cemento amianto e altre materie prime.

Gli astringenti sulla struttura sono divisi in organico e inorganico (minerale). Al biologico includono bitume, catrame, colla animale, polimeri. Funzionano funzionando riscaldandosi, fondendosi o dissolvendosi in liquidi organici. Inorganici comprendono calce, cemento, gesso da costruzione, cemento di magnesia, vetro liquido, ecc. Di solito sono chiusi dall’acqua, meno spesso da soluzioni acquose di sali. A loro volta, sono divisi in aria, idraulici, astringenti acidi e astringente autoclavato.

In un senso più stretto, i leganti sono sostanze liquide o simili all’impasto che si induriscono mediante un processo chimico o fisico e legano fibre, polvere di carica e altre particelle aggiunte. Gli esempi includono colla, adesivo e ispessimento.

Esempi di leganti meccanici sono le pietre leganti in muratura e le travi a cravatta nella struttura in legno.

Classificazione
I leganti sono genericamente classificati come organici (bitumi, colle animali e vegetali, polimeri) e inorganici (calce, cemento, gesso, vetro liquido, ecc.).

In base alla loro resistenza chimica, i leganti sono classificati in base al campo di impiego: non idraulico (gesso, cementi atmosferici, magnesia, calce idrata), idraulico (cemento romano, cemento portland, calce idraulica), resistente agli acidi (cemento al fluoruro di silicio , quarzo cemento), e autoclavabile (indurire a 170 a 300 ° С cioè 8-16 atm pressione e, ad esempio, comprendono materiali CaSiO3).

Proprietà fisiche
Alcuni materiali etichettati come leganti come il cemento hanno un’elevata resistenza alla compressione ma bassa resistenza alla trazione e devono essere rinforzati con materiale fibroso o tondo per cemento armato se si applicano forze di tensione e di taglio.

Altri agenti leganti come le resine possono essere resistenti e possibilmente elastici, ma non possono sopportare né compressione né forza di trazione. La resistenza a trazione è notevolmente migliorata nei materiali compositi costituiti da resina come matrice e fibra come rinforzo. La resistenza alla compressione può essere migliorata aggiungendo materiale di riempimento.

Fisicamente
In emulsioni e dispersioni, il legante viene sospeso in un solvente o diluente. La solidificazione fisica avviene per evaporazione o essiccazione del solvente. I componenti attivi del legante si avvicinano e sviluppano una coesione reciproca ancora più forte. Esempi di leganti fisicamente solidificanti sono polimeri e resine acriliche.

Alcuni leganti fisicamente solidificati possono essere ridisciolti mediante la ri-aggiunta di solvente, ad es. Nitrocellulosa (nitrato di cellulosa), gomma clorurata e colla o pasta.

chimico
Questo tipo di legame è una reazione chimica dei componenti, i. H. di solito basato sulla formazione di catene polimeriche, che è anche chiamato reticolazione, resinificazione o polimerizzazione.

Se è incluso un solvente, il legame debole delle molecole del solvente alle molecole del legante impedisce inizialmente la reticolazione del legante. Solo quando il solvente si è volatilizzato, il legante si solidifica. In alcuni casi, il legante si solidifica senza significativa riduzione di volume o peso, ad es. B. in resina bicomponente.

L’indurimento chimico può essere fatto in diversi modi:
per ossidazione, cioè assorbimento dell’ossigeno atmosferico e successiva polimerizzazione (ad es. per olii essiccanti, resina naturale e alcune resine sintetiche come resina alchidica ed esteri epossidici)
per polimerizzazione (come nel caso del poliestere)
Per policondensazione (come nelle resine di condensazione come resina fenolica, resina ureica e resina melamminica), in questo caso l’acqua o altra sostanza viene rilasciata nella reticolazione ed evaporata
per poliaddizione (come nelle resine di reazione come poliuretano e resina epossidica)
mediante polimerizzazione a catena
In alcuni materiali, la reticolazione avviene solo aggiungendo un indurente (ad esempio resina epossidica e poliestere), un agente reticolante (zolfo, perossidi o ossidi metallici nella vulcanizzazione della gomma), un catalizzatore (ad esempio acido o siccativo) o mediante l’apporto di calore o radiazione UV.

L’essiccazione chimica è irreversibile.

Caratteristiche
Nel processo di irrigidimento di un legante, si distinguono due fasi. Durante la prima fase, detta uscita, si passa dalla fluidità iniziale a una massa più sostanziale in grado di mantenere la forma impartita. L’impostazione è seguita da un indurimento, nel quale si verifica un continuo aumento della resistenza meccanica.

Il socket ha una durata che, a seconda dei casi, può passare da pochi minuti a poche decine di ore, mentre l’indurimento si estende per un periodo di tempo indefinito.

usi
Nell’arte, i leganti si usano nella pittura, dove tengono insieme i pigmenti e talvolta riempiono il materiale per formare vernici, pastelli e altri materiali. I leganti utilizzati includono cera, olio di lino, gomma arabica, gomma adragante, metilcellulosa, gomme o proteine ​​come albume o caseina. La colla viene tradizionalmente preparata con l’ebollizione di zoccoli, ossa o pelle di animali e quindi mescolando il residuo gelatinoso con acqua. I leganti naturali a base di gomma sono costituiti da sostanze estratte dalle piante.
Quantità maggiori di sostanza secca vengono aggiunte ai leganti liquidi per creare o modellare sculture e rilievi.

In cucina, vari agenti addensanti commestibili sono usati come leganti. Alcuni di essi, ad es. farina di tapioca, lattosio, saccarosio, cellulosa microcristallina, polivinilpirrolidone e amidi vari vengono utilizzati anche in farmacologia per la produzione di compresse.

I leganti per tablet includono polvere di lattosio, polvere di saccarosio, amido di tapioca (farina di manioca) e cellulosa microcristallina.

Nella costruzione di edifici, il cemento utilizza cemento come legante. La pavimentazione in asfalto utilizza legante bituminoso.
Tradizionalmente, le fibre di paglia e naturali sono utilizzate per rinforzare l’argilla nella costruzione di canniccio e fango e nella pannocchia di materiale da costruzione che altrimenti risulterebbe fragile dopo l’essiccazione. La sabbia viene aggiunta per migliorare la resistenza alla compressione, la durezza e ridurre il restringimento.
La proprietà legante dell’argilla è anche ampiamente usata per preparare articoli sagomati (ad esempio vasi e vasi) o per legare pezzi solidi (ad esempio mattoni).

Nei materiali compositi sono comuni resine epossidiche, poliestere o fenoliche. In carbonio rinforzato, la resina plastico o pece viene utilizzata come fonte di carbonio rilasciata attraverso la pirolisi. Transite, hypertufa, papercrete e petecrete utilizzavano cemento come legante.

Negli esplosivi, cera o polimeri come poliisobutilene o gomma stirene-butadiene sono spesso usati come leganti per esplosivi plastici. Per gli esplosivi legati con polimeri vengono utilizzati vari polimeri sintetici.

Nei combustibili a razzo, il copolimero di polibutadiene acrilonitrile è stato usato nei grandi combustibili per razzi a combustibile solido del 1960-70.

I leganti organici, progettati per disintegrare dal calore durante la cottura, vengono utilizzati nella sinterizzazione.

Tipi di leganti
A seconda della loro composizione, i leganti possono essere classificati in due famiglie principali: leganti minerali e leganti organici.

leganti minerali: a seconda di come sono induriti, possono essere classificati in due sottofamiglie:
leganti aerei: indurimento atmosferico a causa di una reazione di carbonatazione: calce aerata, argille;
leganti idraulici: indurimento in ambiente umido o in acqua a causa di una reazione di idratazione di silicati o alluminati: calce idraulica, cemento (cemento pronto, cemento Portland, cemento alluminoso), gesso, scorie.
leganti organici:
leganti di idrocarburi: bitumi, catrami;
resine e specialmente polimeri: gli amminoplasti, ad esempio, sono polimeri ampiamente utilizzati nell’industria del legno e dei suoi derivati.

Leganti minerali
I leganti inorganici (minerali) sono chiamati sostanze finemente divise in polvere, che mescolate con acqua (a volte con soluzioni saline) formano una pasta di plastica, che successivamente solidifica e unisce i solidi sciolti nel monolito.

Tutti i leganti minerali sono ottenuti con la seguente tecnologia: 1. Estrazione di materie prime; 2. Preparazione delle materie prime (separazione magnetica, frantumazione, lavaggio); 3. arrostimento di materie prime, che viene effettuato a diverse temperature; 4. Molatura del legante ottenuto;

Tutti i leganti minerali sono divisi in 4 gruppi:

1. Astringenti dell’aria. Questi sono astringenti che, dopo aver mescolato con l’acqua, si induriscono e durano a lungo conservano le loro proprietà solo nell’aria. Ciò è dovuto al fatto che i nuovi composti idrati risultanti sono prontamente solubili in acqua. I raccoglitori di aria dovrebbero essere usati solo in condizioni di aria secca. Esempi: gesso, calce aerea, leganti magnesiani, ecc.

2. Leganti idraulici. Questi sono astringenti che si induriscono e che durano a lungo conservano le loro proprietà nell’acqua. Possono essere utilizzati a lungo nell’ambiente acquatico, perché formano composti idrati che sono resistenti all’ambiente acquatico. Esempi: romantsement, cemento portland, ecc.

3. Astringenti resistenti agli acidi. Questi sono astringenti che possono essere utilizzati per lungo tempo se esposti agli acidi. Esempio: cementi di quarzo resistenti agli acidi, silicofluorurati, ecc.

4. Leganti in autoclave. Queste sono sostanze astringenti che si induriscono solo se processate in autoclave, i. E. a una temperatura di 170-300 ° C e una pressione di 8 a 16 atmosfere. Esempio: tutti i leganti ottenuti sulla base di calce e qualsiasi componente siliceo o alluminoso.

Leganti organici
I leganti organici sono miscele di idrocarburi ad alto peso molecolare. Sono un materiale viscoso o liquido che entra in funzione quando la temperatura cambia o quando viene a contatto con liquidi organici (in alcuni casi viene utilizzata la radiazione ultravioletta).

I principali leganti organici sono:

1. Il bitume è una miscela di idrocarburi e loro derivati ​​chimici contenenti: ossigeno, zolfo, azoto e alcuni composti metallici. È utilizzato principalmente come materia prima per l’asfalto.

2. Liquidi viscosi di colore nero o marrone, costituiti da idrocarburi e loro derivati ​​solforosi, azotati e ossigeno. Sono utilizzati nella costruzione di strade e per la produzione di materiali impermeabili.

Legante alimentare
Un alimento legante è usato nei piatti per dare prodotti alimentari liquidi (come zuppe, sughi, salse e creme) lo spessore desiderato senza modificare troppo le proprietà del piatto, come il gusto.

Ci sono leganti amidacei (ad esempio farina, farina di patate e mais) e leganti non amidacei (uova, gelatina, burro).

I leganti contenenti amido sono spesso inodori, incolori e inodori e hanno la proprietà di gonfiare e legare il liquido non appena viene riscaldato. Un legante comunemente usato è l’amido di mais, noto anche con il nome commerciale di Maïzena.

La farina viene spesso utilizzata per rendere più densi sughi e salse. L’amido di mais è spesso usato nelle zuppe. Lo yogurt è utilizzato principalmente nell’Europa orientale e nel Medio Oriente come legante. I tuorli sono ricchi di sapore e danno una sensazione morbida al piatto e, per esempio, scaldandolo in una crema pasticcera, si addensa.

Il legante deve essere usato con attenzione nei piatti. Alcuni leganti perdono energia non appena viene bollito troppo a lungo o troppo caldo. Il legante deve essere attentamente aggiunto al piatto durante la preparazione. Se si utilizza troppo legante, l’aggiunta di acqua può fornire una soluzione, ma ciò comporta perdita di gusto e consistenza. Inoltre, l’uso di alcuni leganti può essere dannoso per le persone che soffrono di celiachia o intolleranza al glutine.

Nella pittura
Una vernice è composta da due ingredienti: il pigmento o colorante e il legante.

Il raccoglitore svolge tre funzioni:
dare coesione ai pigmenti in modo che il materiale pittorico possa essere manipolato con un pennello o un coltello. Il legante riveste la polvere di pigmento e l’agglutina per formare una pasta più o meno liquida o spessa;
lasciare asciugare e indurire il materiale colorato per formare un film pittorico resistente e duraturo. Questa solidificazione (o siccativazione nel caso dell’olio) può essere permanente (acrilico, acquerello) o reversibile (tempera, cera).
Dai un aspetto particolare e desiderato a un tipo di pittura3 (opaco, lucido, specchio, ecc.)

Nel campo artistico
Tra i vari leganti disponibili per il pittore ci sono:

olio da essiccazione (olio di lino, olio di cartamo, olio di noci, olio di papavero) per la pittura ad olio;
gomma arabica per acquerello e tempera);
resine alchidiche, acriliche o viniliche per le pitture con lo stesso nome;
l’uovo per la tempera;
cera per pittura encaustica e pastelli a cera.
Nel campo industriale e nella pittura edilizia
Questa sezione è vuota, insufficientemente dettagliata o incompleta. Il tuo aiuto è benvenuto! Come fare ?
Ecco una lista di dieci raccoglitori4:

il raccoglitore di vinile;
il legante acrilico;
leganti alchidici e gliceroftalici;
il legante silossanico;
il legante epossidico;
il legante poliuretanico;
leganti alchidici di uretano;
olio di lino;
cera d’api;
lime.

Negli inchiostri
Inchiostri in Estremo Oriente (vedi inchiostro di India) nella stampa tradizionale (stampa), sia artistica che industriale, come nella scrittura a pennello sono fatti di fuliggine che viene mescolata con l’acqua, che è sufficiente per legare la fuliggine e la carta.

L’inchiostro tipografico inventato da Guttenberg utilizza l’olio di lino come legante, è una rivoluzione, con la macchina da stampa che lo renderà famoso.