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:

¶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