Клей — состав для соединения деталей¶
Клей — это вещество или смесь веществ, обеспечивающее соединение (склеивание) поверхностей различных материалов за счёт адгезии и когезии. Термин относится к классу клеящих материалов и применяется в промышленности, строительстве, ремонте, полиграфии, медицине и быту. Ключевые характеристики клея — адгезионная прочность, вязкость, время отверждения, диапазон рабочих температур и совместимость с материалами.
¶История
Первые клеящие составы человек применял более 100 тысяч лет назад — смолы и природные битумы использовались для крепления каменных наконечников к древкам. Древние египтяне, греки и римляне применяли клеи на основе животного коллагена (костный и кожаный клей), а также растительные смолы и воск. В Средние века в Европе получило распространение столярное клееварение — производство клея из животных отходов.
В XIX веке началась история синтетических клеёв. В 1869 году Джон Уэсли Хайат получил целлулоид — один из первых пластиков, клеящие свойства которого были важны для его обработки. В 1912 году швейцарский врач Артур Цисерер запатентовал первые синтетические клеи на основе смол. В 1942 году в США был запатентован цианоакрилат — основа суперклея, открытого случайно при попытках создать прозрачные оптические приборы. В СССР активное развитие полимерных клеёв началось в 1950-х годах, в том числе клеёв на основе эпоксидных смол, фенолформальдегидных и поливинилацетатных композиций.
¶Классификация
Клеи классифицируют по нескольким признакам.
По состоянию в момент нанесения:
- жидкие (растворы, дисперсии, расплавы);
- пастообразные;
- твёрдые (в виде плёнок, порошков, стержней).
По характеру отверждения:
- с физическим отверждением (высыхание растворителя, охлаждение расплава);
- с химическим отверждением (полимеризация, поликонденсация, полимеризация).
По химическому составу:
- природные — крахмальные, декстриновые, буровые, латексные, животные (костный, мездровый, рыбий), казеиновые;
- синтетические — полиацетатные (ПВА), эпоксидные, цианоакрилатные, фенолформальдегидные, полиуретановые, силиконовые, акриловые, бутадиен-нитрильные, хлоропреновые;
- неорганические — силикатные, фосфатные, цементные.
По назначению:
- универсальные;
- специальные (конструкционные, высокотемпературные, водостойкие, термостойкие, для конкретных пар материалов).
¶Основные виды
¶Поливинилацетатный клей (ПВА)
Водная дисперсия поливинилацетата. Применяется для склеивания бумаги, картона, дерева, тканей, а также в строительстве (обойный клей, укладка линолеума). Широко известен бытовой ПВА «Клейстер» и его аналоги. Образует эластичный шов, не водостоек в разбавленном виде, однако отвердевший клей достаточно устойчив к влаге.
¶Эпоксидный клей
Двухкомпонентный состав на основе эпоксидной смолы и отвердителя (полиамины, ангидриды). После смешивания компонентов происходит реакция полимеризации с образованием жёсткой, прочной и химически стойкой матрицы. Применяется для металлов, стекла, керамики, бетона, дерева и большинства пластиков. Используется в авиации, судостроении, автомобилестроении, электротехнике и при ремонте. Известны бытовые марки — «ЭДП», «Кристалл».
¶Цианоакрилатный клей (суперклей)
Монокомпонентный клей, полимеризующийся при комнатной температуре под действием влаги на поверхности. Образует исключительно прочный шов за секунды. Чувствителен к щелочным средам, плохо переносит ударные нагрузки и длительное воздействие влаги. Применяется для мелкого ремонта, фиксации деталей, в медицине (хирургический клей).
¶Полиуретановый клей
Основа — олигоизоцианаты. Реагирует с влагой воздуха с расширением (пенный эффект). Обладает высокой адгезией к дереву, бетону, камню, металлу. Водостоек после отверждения. Используется в строительстве и при изготовлении мебели.
¶Силиконовый клей
На основе кремнийорганических полимеров. Сохраняет эластичность в широком диапазоне температур, устойчив к ультрафиолету и влаге. Бывает нейтрального и уксусного отверждения. Применяется для герметизации швов, склеивания стекла, керамики, в сантехнике.
¶Клей-пистолет (термоклей)
Термопластичный клей на основе этиленвинилацетата (ЭВА) или полиамида, подаваемый в расплавленном виде. Отверждение происходит при охлаждении. Применяется в рукоделии, упаковке, электромонтаже.
¶Основные свойства
Ключевые характеристики клеевых составов:
| Свойство | Описание |
|---|---|
| Адгезия | Сила сцепления с поверхностью материала |
| Когезия | Внутренняя прочность клеевого слоя |
| Вязкость | Определяемость нанесения и заполнения неровностей |
| Время жизни | Период пригодности состава после смешивания |
| Время отверждения | Срок набора рабочей прочности |
| Рабочий диапазон температур | Условия эксплуатации шва |
¶Применение
Клеи применяются практически во всех отраслях промышленности. В авиастроении и автомобилестроении конструкционные клеи используются для клеевого соединения панелей, что позволяет уменьшить вес конструкции по сравнению с клёпкой и сваркой. В строительстве клеи применяются для укладки плитки, напольных покрытий, теплоизоляции, герметизации швов. В электронике — для крепления компонентов и герметизации плат. В медицине — хирургические и стоматологические клеи. В полиграфии — переплётные и этикеточные клеи.
¶Экология и безопасность
Многие клеи содержат летучие органические вещества (растворители), поэтому при работе с ними рекомендуется проветривание. Водно-дисперсионные клеи (ПВА) считаются наиболее безопасными в быту. Эпоксидные и полиуретановые композиции требуют осторожности: отвердители могут вызывать аллергические реакции при контакте с кожей.
Источники:
- Большая советская энциклопедия, статья «Клеи»
- ГОСТ 21000-2017 «Клеи и склеенные соединения. Общие технические условия»
- Романов А. Н. «Клеи в приборостроении», — М.: Высшая школа
- Пиотровский Б. Г., Тарасов Е. П. «Химия», — СПб.
- Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
