La rupture
Un vase par exemple, c'est "solide" grâce aux forces qui lient les molécules entre elles. Ces liaisons peuvent se rompre, si on applique une trop grande force sur l'objet : si on le laisse tomber par exemple.
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La colle à papier établit des liaisons ioniques avec le matériau à réparer.
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Quand de nombreuses liaisons sont cassées, une fissure apparaît, puis deux, puis plusieurs morceaux se détachent. C'est brisé. L'espace est devenu si grand entre les molécules, et même si l'on applique les deux morceaux l'un contre l'autre, la distance reste trop importante : impossible de recréer les liaisons cassées. On ne peut donc plus faire tenir ensemble les morceaux. La colle, elle, le peut. Elle reconstitue artificiellement les liaisons rompues.
La nécessaire rencontre des électrons
Tout se passe à l'échelle atomique. Les atomes sont entourés de plusieurs couches d'électrons. Quand la dernière est pleine, les atomes sont stables.
Les colles dites "époxy" attaquent chimiquement la surface à coller. Cela permet aux atomes du matériau (le métal par exemple) et à ceux de la colle de se partager certains de leurs électrons pour remplir leur dernière couche. Cette liaison chimique, appelée covalente, est particulièrement solide.
Autre type de liaison, la liaison ionique. Elle s'établit quand deux atomes de charge électrique opposée s'attirent. La colle blanche pour faire tenir deux feuilles de papier entre elles, utilise ce type de liaison. Même chose pour les colles à carton et à bois.
Du premier contact à l'union durable
Pour que les électrons se rencontrent, il faut bien sûr étaler la colle. La première qualité de la colle est de bien s'infiltrer partout et sans emprisonner de bulles d'air. Elle pénètre par capillarité dans les pores et les aspérités des matériaux. Elle forme alors des sortes de tentacules qui, dès que la colle aura durci, maintiendront les deux pièces à coller.
Pour obtenir la meilleure résistance possible à l'arrachement, il faut que la colle, en s'infiltrant partout, augmente la surface réelle de contact entre les deux éléments voués à l'union. Une bonne répartition de la colle peut permettre de doubler cette surface !
Reste la dernière étape pour accrocher les deux parties : solidifier la colle. Pour les colles à solvant, le principe collant est dilué dans de l'eau ou de l'alcool, qui rend la colle liquide. Quand on applique la colle, le solvant s'évapore (avec l'odeur) et la colle durcit. Il existe aussi les colles dites thermofusibles. Dures à l'origine, on les chauffe pour qu'elles deviennent liquides. En refroidissant, elles retrouvent leur solidité.
Qui se lie à qui ?
Pour être efficaces, les colles utilisées doivent être formées des mêmes molécules que celles des polymères à joindre. Autrement dit, il n'existe pas de colle universelle.
Mais alors pourquoi la superglu colle autant de matières ? La molécule, le cyanoacrylate, qui la compose possède la particularité de créer des liaisons avec les molécules d'eau. Or, celles-ci sont présentes à peu près partout, même sur vos doigts
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