Pourquoi la colle colle-t-elle?

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  • Publié le : 5 mars 2010
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INTRODUCTION

C'est l'une des toutes premières inventions de l'homme. Et elle a été perfectionnée au fil des millénaires. Permettant aujourd'hui, par exemple – et cela est très utile – de coller quelqu'un au plafond par ses chaussures.
Le collage fut le premier outil utilisé pour assembler des objets. Le besoin de cette utilisation n'est pas du au hasard car l'Homme a toujours trouvé dans lanature un grand nombre de produits adhésifs naturels d'origine végétale, minérale et animale tels que la glu extraite de l'écorce tendre du houx, les farines de céréales, le goudron de charbon de bois les blanc et jaune d'œuf ainsi que le miel (utilisés au Moyen Âge et au début de la Renaissance pour lier les pigments colorés et coller les feuilles d'or sur les manuscrits enluminés).
Les collesanimales sont principalement constituées de gélatines sous toutes leurs formes et provenant donc exclusivement d'organes d'animaux tels que la peau de lapin ou les entrailles d'autres animaux.
Les premières utilisations de ces matériaux remontent à environ 3500 ans avant l'ère chrétienne dans l'actuelle Cisjordanie et en basse Egypte où ont été retrouvés des instruments ressemblant à desfaucilles en bois armées de morceaux de silex maintenues par du bitume (voir image ci-dessous).

A l'heure actuelle, les colles d'origines naturelles, végétale, animale et minérale, sont toujours utilisées mais on y ajoute aujourd'hui des produits chimiques afin d'obtenir une meilleure qualité.
Malgré les progrès réalisés au niveau technique et industriel et théorique, entre autre grâce à de grandsscientifiques tels que Pierre-Gilles de Gennes (prix Nobel de physique 1990) , la colle conserve encore une part de mystères ce qui nous pousse à nous demander ce qu'est réellement la colle du point de vue chimique, par conséquent ce qui fait qu'elle colle et dans quelles conditions et par quels moyens peut-elle maintenir deux éléments unis.

1) Qu'est-ce que la colle ?


Une colle, dupoint de vue chimique, est composée de molécules de polymères* qui, lorsqu'on l'étale, pénètre dans les pores, entre les aspérités créent des liaisons plus ou moins fortes avec la surface d'un matériau, permettant ainsi d'assembler deux matériaux. La force de collage ou l'adhérence, entre un adhésif et son support dépend de plusieurs facteurs tels que la composition de la colle, sa mouillabilité(aptitude à occuper la plus grande surface possible lorsqu'on le dispose sur une surface solide) ou son mode de collage. Elle peut-être sous plusieurs formes et plusieurs compositions.
Le but de la colle est de créer, artificiellement, des liaisons entre les molécules de deux surfaces.
Le collage correspond donc à l'assemblage de deux supports à l'aide d'une colle (ou adhésif).
*polymère :. Unpolymère (étymologie : du grec pollus, plusieurs, et meros, partie) est un système formé par un ensemble de macromolécules de même nature chimique.
ils démontrent simultanément des propriétés élastiques et un caractère visqueux.

2) l'adhésion

Il faut se rappeler que tout ce qui nous entoure est formé de molécules. Lorsqu'on casse un vase par exemple, les liaisons chimiques entre les moléculessont rompues. Sans colle, lorsque on superpose deux surfaces, les molécules de la première surface sont (malgré les apparences) très éloignés des molécules de la deuxième surface. Celles ci ne peuvent donc pas s'accrocher entres-elles. Appliquée sur les parties à assembler, la colle permet de recréer artificiellement ces liaisons entre les molécules. Les extrémités des chaînes de polymères'accrochent aux atomes des surfaces à coller.

L'adhésion qui se fait entre la colle et la surface de deux objets peut être de deux types :

L'adhésion physico-chimique : elle est basée sur les liaisons que font les atomes des matériaux et de la colle .
La liaison covalente : les atomes de la colle et du matériau vont se partager des électrons pour que leur dernière couche soit remplie....
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