Pressure-sensitive adhesive (PSA, self-adhesive, self-stick adhesive) is a type of nonreactive adhesive which forms a bond when pressure is applied to bond the adhesive with a surface.  No solvent, water, or heat is needed to activate the adhesive.
It is used in pressure-sensitive tapes, labels, glue dots, stickers, sticky note pads, automobile trim, and a wide variety of other products.

As the name "pressure-sensitive" indicates, the degree of bond is influenced by the amount of pressure which is used to apply the adhesive to the surface.

Surface factors such as smoothness, surface energy, removal of contaminants, etc. are also important to proper bonding.

PSAs are usually designed to form a bond and hold properly at room temperatures. PSAs typically reduce or lose their tack at low temperatures and reduce their shear holding ability at high temperatures; special adhesives are made to function at high or low temperatures.

Structural and pressure-sensitive adhesives

Adhesives may be broadly divided in two classes: structural and pressure-sensitive.  To form a permanent bond, structural adhesives harden via processes such as evaporation of solvent (for example, white glue), reaction with UV radiation (as in dental adhesives), chemical reaction (such as two part epoxy), or cooling (as in hot melt). In contrast, pressure-sensitive adhesives (PSAs) form a bond simply by the application of light pressure to marry the adhesive with the adherend.

Pressure-sensitive adhesives are designed with a balance between flow and resistance to flow. The bond forms because the adhesive is soft enough to flow, or wet, the adherend. The bond has strength because the adhesive is hard enough to resist flow when stress is applied to the bond. Once the adhesive and the adherend are in proximity, there are also molecular interactions such as van der Waals forces involved in the bond, which contribute significantly to the ultimate bond strength.  PSAs exhibit viscoelastic (viscous and elastic) properties, both of which are used for proper bonding.

In contrast with structural adhesives, whose strength is evaluated as lap shear strength, pressure-sensitive adhesives are characterized by their shear and peel resistance as well as their initial tack. These properties are dependent, among other things, on the formulation, coating thickness, rub-down and temperature.

"Permanent" pressure-sensitive adhesives are initially pressure-sensitive and removable (for example to recover mislabeled goods) but after hours or days change their properties, by becoming less or not viscous, or by increasing the bond strength, so that the bond becomes permanent.

Effects of shape 
The adhesive bonding of a tape or label can be affected by its shape. Tapes with pointed corners start to detach at those corners; adhesive strength can be improved by rounding the corners.

Applications

Pressure-sensitive adhesives are designed for either permanent or removable applications. Examples of permanent applications include safety labels for power equipment, foil tape for HVAC duct work, automotive interior trim assembly, and sound/vibration damping films. Some high performance permanent PSAs exhibit high adhesion values and can support kilograms of weight per square centimeter of contact area, even at elevated temperature. These build adhesion to a permanent bond after several hours or days.

Removal
Removable adhesives are designed to form a temporary bond, and ideally can be removed after months or years without leaving residue on the adherend. Removable adhesives are used in applications such as surface protection films, masking tapes, bookmark and note papers, price marking labels, promotional graphics materials, and for skin contact (wound care dressings, EKG electrodes, athletic tape, transdermal drug patches, etc.). Some removable adhesives are designed to repeatedly stick and unstick. They have low adhesion and generally cannot support much weight.

Sometimes clean removal of pressure sensitive tape can be difficult without damaging the substrate that it is adhered to.  Pulling at a slow rate and with a low angle of peel helps reduce surface damage.  PSA residue can be softened with certain organic solvents or heat. Extreme cold (dry ice, freeze spray,  etc.)  can cause viscoelastic materials to change to a glass phase; thus it is useful for removing many types of PSAs.

Manufacture
Pressure-sensitive adhesives are manufactured with either a liquid carrier or in 100% solid form. Articles such as tapes and labels are made from liquid PSAs by coating the adhesive on a support and evaporating the organic solvent or water carrier, usually in a hot air dryer. The dry adhesive may be further heated to initiate a cross-linking reaction and increase molecular weight. 100% solid PSAs may be low viscosity polymers that are coated and then reacted with radiation to increase molecular weight and form the adhesive (radiation cured PSA); or they may be high-viscosity materials that are heated to reduce viscosity enough to allow coating, and then cooled to their final form (hot melt PSA, HMPSA).

Composition

PSAs are usually based on an elastomer compounded with a suitable tackifier (e.g., a rosin ester). The elastomers can be based on  acrylics, which can have sufficient tack on their own and do not require a tackifier.

Styrene block copolymers (SBC), also called styrene copolymer adhesives and rubber-based adhesives, have good low-temperature flexibility, high elongation, and high heat resistance. They are frequently used in hot melt adhesive applications, where the composition retains tack even when solidified; however non-pressure-sensitive formulations are also used. They usually have A-B-A structure, with an elastic rubber segment between two rigid plastic endblocks. High-strength film formers as standalone, increase cohesion and viscosity as an additive. Water-resistant, soluble in some organic solvents; cross-linking improves solvent resistance. Resins associating with endblocks (cumarone-indene, α-methyl styrene, vinyl toluene, aromatic hydrocarbons, etc.) improve adhesion and alter viscosity. Resins associating to the midblocks (aliphatic olefins, rosin esters, polyterpenes, terpene phenolics) improve adhesion, processing and pressure-sensitive properties. Addition of plasticizers reduces cost, improves pressure-sensitive tack, decrease melt viscosity, decrease hardness, and improves low-temperature flexibility. The A-B-A structure promotes a phase separation of the polymer, binding together the endblocks, with the central elastic parts acting as cross-links; SBCs do not require additional cross-linking.

Styrene-butadiene-styrene (SBS) is used in high-strength PSA applications, styrene-ethylene/butylene-styrene (SEBS) in low self-adhering non-woven applications, and styrene-ethylene/propylene (SEP) and styrene-isoprene-styrene (SIS) are used in low-viscosity high-tack PSA applications.

Temperature considerations

The properties of pressure sensitive adhesives can be strongly affected by temperature.  The tack or ‘’quick stick’’ characteristics are critical for the initial  bonding to the intended substrate;  cool temperatures can make a PSA too firm, losing its tack.        Once applied, temperature affects the performance on its intended use:  Heat can soften an adhesive, reducing its shear holding ability.  Cold temperatures can also contribute to premature release.  Most PSA and tape test methods are conducted at 23 (°C) and 50% relative humidity but it is common to also conduct testing at other temperatures (and lighter rub-down pressures) to better match PSA performance with requirements of end users.

Adhesive formulators often use the more fundamental temperature characteristics using the advanced methods such as dynamic mechanical analysis and differential scanning calorimetry.  Of particular importance is identifying the 'glass-transition temperature’, ‘’T’'g.

See also
 Blu-Tack
 Contact mechanics
 Dynamic mechanical analysis
 Glue dots
 Gaffer tape
 List of adhesive tapes
 Post-it note
 Rheology
 Self-adhesive stamp
 Viscoelasticity
 Pressure-sensitive paper

References

Further reading

 "Pressure-Sensitive Adhesives and Applications", Istvan Benedek, 2004, 
 "Pressure Sensitive Adhesive Tapes", J. Johnston, PSTC, 2003, 
 "Pressure Sensitive Formulation", I. Benedek, VSP, 2000, 

Adhesives
Stationery
감압 접착제(Pressure sensitive adhesive, PSA)란 접착제를 접착면과 접착시키기 위한 압력이 가해질 때 접착물질이 작용하는 접착제이다. 어떤 용매나 물, 열도 접착제를 활성화시키는 데 필요치 않다. 감압 접착제는 감압 접착 테잎 라벨, 메모장, 자동차 장식물 등 다양한 곳에서 쓰인다.

‘감압(pressure sensitive)’이라는 이름이 암시하듯, 접착의 강도는 접착제가 표면에 적용되도록 하는 압력의 양에 영향을 받는다.

부드러움, 표면 에너지(surface energy), 오염물질의 제거 상태 등과 같은 표면인자(surface factors)들 또한 적절한 접착을 하는 생성하는 데에 중요하다.

감압 접착제는 대개 상온에서 적절한 접착력과 지속력을 유지하도록 제작된다. 하지만 전형적으로 낮은 온도에서는 접착력을 잃거나 접착력이 감소하고 높은 온도에서는 전단 저항력이 감소한다. 낮은 온도나 높은 온도에서도 정상적으로 작동하도록 만들어진 접착제들도 있다. 그러므로 사용이 예정된 곳의 상태에 따라 제작된 접착제 배합법을 선택하는 것이 중요하다.

en: Pressure-sensitive adhesive

구조 접착제와 감압 접착제 

접착제는 크게 구조 접착제와 감압 접착제로 나눌 수 있다. 지속적인 접착을 생성하기 위해 구조 접착제는 용제의 기화(목재용 풀), 자외선 복사 반응(치의학용 접착제), 화학 반응(이액형 에폭시) 또는 냉각방식(속건성 접착제) 등을 통해 굳어진다.
이에 반해, 감압식 접착제는 단순히 접착제를 접착면과 부착시키기 위한 가벼운 압력만을 이용하여 접착한다. 감압식 접착제는 흐름 경향과 흐름 저항 사이의 균형에 맞춰 제작된다. 접착제가 접착면을 흐르거나 적실 수 있을 만큼 충분히 부드럽기 때문에 접착이 생성된다. 또한, 응력이 접착제에 가해졌을 때 흐름을 견딜 수 있을 만큼 단단하기 때문에 단단하게 접착할 수 있다. 접착제와 접착면이 가까워지면 접착 강도를 강하게 하는데 상당히 기여하는 반 데르 발스 힘과 같은 분자 반응이 일어난다. 감압 접착제는 점성과 탄성의 특성을 보이는데, 이 두 성질은 접착이 원활히 되는 데 기여한다.
접착강도가 중첩 전단 강도로 측정되는 구조 접착제와는 반대로, 감압 접착제는 전단 저항력의 특성으로 구분된다. 전단 저항력은 접착제의 조합법과 코팅 두께, 표면 상태, 온도 등과 연관이 있다.

응용 

감압 접착제는 영구적이거나 제거 가능한 접착이 필요한 곳에 맞춰 제작된다. 영구적인 접착이 필요한 곳을 예로 들면, 전원 장치의 안전 라벨이나 HVAC 배관 작업을 위한 호일 테잎, 자동차 인테리어 장식의 결합, 소리/진동 감쇠 필름 등이 있다. 몇몇 고급 영구 감압 접착제는 높은 온도에서도 접착면 1에서 수킬로그램을 지탱할 수 있을 정도로 높은 접착력을 보여주기도 한다. 영구 감압 접착제도 접착 초기에는 제거가 가능하다(잘못 라벨링 된 상품을 다시 붙이는 것과 같이). 하지만 접착 이후 몇 시간 혹은 몇 일 이후에는 영구적으로 접착된다.
제거 가능한 접착제는 일시적인 접착력을 가지도록 제작된다. 이상적으로는 몇 달 혹은 몇 년 뒤에도 잔여물을 접착면에 남기지 않고 제거할 수 있다. 제거 가능한 접착제는 표면 보호 필름, 마스킹 테이프, 책갈피, 포스트잇, 가격 표시 라벨, 광고용 그래픽 재료, 그리고 피부 접촉 물질(상처 치료용 붕대, 심전도 검사, 운동 선수용 테잎, 진통제, 경피투여 패치 등)등에 이용된다. 몇몇 제거 가능한 접착제들은 반복적으로 제거와 부착이 가능하도록 제작된다. 보통 이런 종류의 접착제들은 낮은 접착력을 가지며 큰 중량을 견딜 수 없다.

생산 

감압식 접착제는 액체 캐리어 형태 혹은 100% 고체 형태로 제작된다. 테이프나 라벨과 같은 물품들은 접착제를 지지대 부분에 코팅하고 유기 용매나 워터 캐리어를 뜨거운 공기를 이용하는 건조기를 이용하여 증발 시키는 방식으로 액체 감압 접착제를 이용하여 만들어진다. 건조된 접착제는 교차 결합을 생성하고 분자 중량을 증가시키기 위해 더 가열된다. 100% 고체 감압 접착제에는 코팅이 되면서 복사를 받아 분자 질량이 증가하고 접착제가 생산되는 낮은 점도의 폴리머로 된 것들도 있다. 또는, 높은 점성을 갖고 가열되면서 코팅이 될 수 있을만큼 점성이 낮아지고 식으면서 최종 형태로 고정되는 것들도 있다(핫 멜트 형 접착제, HMPSA).

성분 

감압 접착제는 대개 적합한 점착제(로진 에스터 등)로 구성된 탄성 중합체에 기초하여 만들어진다. 탄성 중합체의 성분으로는 점착제가 필요 없이도 충분한 접착력을 갖는 아크릴화 수지, 뷰틸 고무, 높은 초산 비닐 성분을 갖고 있고 핫 멜트 감압 접착제를 만드는 데 쓰이는 에틸렌 초산 비닐 수지(EVA), 천연 고무, 니트릴(Nitriles), 단일작용기를 가진 트리메틸 실레인("M")과 4개의 작용기를 가진 사염화 규소("Q")로 이루어진 "MQ" 규산화 수지를 성분으로 하는 특별한 점착제를 필요로 하는 실리콘 고무, 스타이렌 블록 혼성 중합체(SBC), 비닐 에테르 등이 있다.

접착제
문방구