Виды клея. Описания, названия и классификация видов клея

Первый клей человек сделал в эпоху Неолита. Почти за 10 тысяч лет до нашей эры сырьем служили вываренные кости, сухожилия, чешуя. При долгой термической обработке в них разрушается коллаген. Получается желатин. Основ для современных клеев десятки. Отсюда основная классификация составов. Рассмотрим примеры.

Классификация клеев по характеру основы

Органические клеи

Первый в истории клей был органическим, поскольку получен из биомассы. Она может быть животной или растительной. Перерабатывают не только кости, чешую и сухожилия, но и молоко, кровь. Из последней получают клейкий альбумин. Из молока – казеин. Оба являются белковыми соединениями.

Клеи на основе альбумина выпускаются в виде водных растворов, используются только внутри помещений, поскольку быстро старятся, разрушаются насекомыми. А вот при кипячении альбуминовые составы сохраняют свойства. Применяют клеи группы, склеивая фанеру, пробку, кожу, бумагу, текстильные материалы. Также альбумин выступает модифицирующей добавкой к мочевиноформальдегидным клеям.

Состав на основе казеина тоже вид жидкого клея, является водным раствором. При повышенной влажности внешней среды смеси разрушаются. Блокировать процесс можно, добавив в клей хлорзамещенные фенолы. Часто примешивают латекс. Итоговый состав стоек не только к микроорганизмам, но и органическим растворителям.

Применяют казеиновые клеи для скрепления древесины, фанеры, но только внутри помещений. Важно также, чтобы древесина была чистой. У казеиновых смесей щелочная среда. Наличие на склеиваемых поверхностях омыливаемых смол и масел препятствует скреплению. Казеин бывает и растительным. Такой получают, к примеру, из сои. Растительный казеин тоже идет на производство клея.

В кукурузе есть клейкий зеин — белок, относящийся к проламинам, в коих много глутаминовой кислоты и пролина. Последний тоже является аминокислотой. Зеин выделяют из муки, подвергая ее гниению при температуре около 50-ти градусов Цельсия. Белок спирторастворим. Поэтому спиртами растворяются и зеиновые клеи. Повышенным содержанием клейкого белка отличаются сорта кукурузы, выращиваемые с применением обилия азотистых удобрений.

Виды клея растительного также бывают основаны на камеди. Этот высокомолекулярный углевод выбрасывается во внешнюю среду корой растений, которые больны или повреждены. Камедь может входить в состав смол, которые тоже являются природными клеями. Такие применяют в бумажной и пищевой промышленности.

Камеди бывает около 10-ти видов, к примеру, гуаран, трагакант и агар-агар. Некоторые из них используют медики. Они наносят смоляной клей на кожу пациентов. Так понижается всасывание некоторых медикаментов. Еще камедью склеивают компоненты таблеток, пилюль.

Растительные клеи делают и на основе крахмала. Это смесь полисахаридов и амилопектина. Синтез крахмала осуществляют все зеленые растения, поэтому вещество и бывает рисовым, картофельным, кукурузным.

Крахмал — главная составляющая знаменитого клейстера. Чтобы он долго хранился, к нему примешивают растворенные в воде квасцы. Клейстер часто используют для детского творчества, поскольку состав абсолютно безопасен для здоровья.

Из крахмала получают полисахарид декстрин. На его основе тоже делают клеевые составы. Они бывают также с каучуком. Его природную версию вырабатывают деревья. Они так и называются — каучуковые. Вещество относится к эластомерам.

Клеи на основе натурального каучука эластичные, но не отличаются силой сцепления деталей. Составы молочного или светло-коричневого цвета слабы также в плане устойчивости к маслам и  растворителям. Зато каучуковые клеи не разрушаются микроорганизмами, водой. Натуральными каучуковыми клеями скрепляют обувь, войлок, детали мебели. Окончательной сцепки приходится ждать несколько недель.

Длительно и приготовление органических клеев. Поэтому массово продолжают производить только карбоксиметилцеллюлозу. Это клей для бумажных обоев. Такой желательно использовать во всем доме, но особенно важно в детских комнатах. Нулевая токсичность карбоксиметилцеллюлозы исключает негативное влияние на формирующиеся организмы.

В советские времена в промышленных масштабах выпускался еще органический столярный клей. Он продавался в брусках. Покупатели измельчали их, заваривали в воде, лишь потом клеили. На подготовку требовалось около 2-х часов. Современных покупателей это не устраивает, несмотря на экологичность смеси.

Продавать органические клеи уже готовыми к употреблению невозможно. Разведенные биосоставы быстро портятся. Поэтому в фаворе на современном рынке 2-е других категории клеев.

Элементно-органические клеи

Типично для всех органических соединений элементарные тоже содержат углерод. Но соединен он не с водородом, кислородом, серой и азотом. Вместо них встают бор, кремний, фосфор и многие металлы. Для клеев наиболее подходят элементно-органические соединения, в которых есть связи =Si-O-Si= , =Si-O-Ti= , =Si-O-Al= , Si-O-B= и =Si-N-Si= .

Связь Si-O отличается прочностью. Поэтому элементно-органические клеи стойки к термоокислительному разрушению, высоким температурам, радиации,  атмосферным явлениям типа ультрафиолета, озона, коронного разряда. Диэлектрические свойства тоже на высоте. Стойкость к воде удовлетворительная.

Подкачала когезионность. Это сила сцепки частиц в молекуле. В элементно-органических клеях связаны ион, а не атомы. Поэтому сцепление слабое. Адгезия, то есть проникновение вглубь поверхностей, у элементно-органических составов тоже низкая. Поэтому в виды клея для зеркал и прочих плотных поверхностей, в которые для сцепки приходится буквально прорываться, заполняя малейшие пустоты, смеси не входят.

В работе с металлом элементно-органические клеи обеспечивают сцепку 3,5-8 МПа. Для некоторых задач этого достаточно. Но зачастую выпускаются виды столярного клея, для резины и прочих рыхлых поверхностей.

Если в элементно-органической смеси есть кремний, усилить адгезию можно добавкой силоксанов. Их формула подобна силиконовой, но проще. Для добавки в клеи выбираются силоксаны с содержанием бора, алюминия, титана.

Элементно-органические клеи зачастую желтоватые, коричневые. Это препятствует применению в области декора. Так, к элементной органике относится большинство монтажных клеев, к примеру, ДС МК. Это силиконовый состав, усиленный кремнием. КГЧ-М тоже кремнеорганический.

Наносятся клеи группы по контактному принципу. Приклеиваемую поверхность смазывают и прижимают к основе, дабы смазка проникла в нее. Затем деталь отнимают, выжидая около 5-ти минут. Надо дать улетучиться растворителю. Это спусковой ключ для клейкости каучука. Можно вторично закреплять деталь, уже не опасаясь ее сползания даже на вертикальной поверхности.

Элементно-органические составы иначе называют синтетическими, поскольку получаются в условиях лабораторий, химическим путем. Добавки ацетона, фенолов, бензина и не только, делают клеи группы вредными для здоровья. Особенно опасны пары, выделяемые до застывания смесей. Также опасен контакт клеев с кожей. Достаточно вспомнить, что с так называемой эпоксидкой работают только в перчатках.

Исключение среди синтетических составов — виды клея ПВА. Они безвредны. Это относится ко всем пяти видам клея. Есть ПВА бытовой. Он предназначен только для скрепления бумаги и обоев из нее. Есть канцелярский ПВА. С ним работают и по картону. ПВА универсальный подходит также для древесины, кожи и стекла. В списке также строительный ПВА, служащей усиливающей добавкой в растворах для кирпичной кладки.

Остается упомянуть супер клей ПВА. О силе его сцепки свидетельствует вхождение в виды плиточных клеев. Еще составом закрепляют линолиум на полу. Усиленный состав морозостоек, не теряет свойств до отметки в -40. Это касается застывшего шва. Жидкий же клей к морозу чувствителен.

К синтетическим причислены и все виды клея «Момент». К безопасным они, в большинстве своем, не относятся, делятся на 5 категорий. Первая — контактные составы. «Момент Кристалл», «Марафон» или виды клея для резины требуют длительной фиксации, прижима скрепляемых поверхностей.

Вторая категория «Момента» — секундная. Это клеи с приставкой «супер». Их 3: универсальный, гель и профи. Последний тоже универсальный, но крепче сцепляет. Гель же используют для скрепления вертикальных, пористых поверхностей.

В отдельную группу выделен обойный «Момент». Он бывает 4-х видов: для виниловых, бумахных, флизелиновых и текстильных обоев. Еще 2 категории «Момента» — жидкие гвозди и эпоксидные составы. В каждом по одному наименованию.

Неорганические клеи

Такие производятся на основе минеральных соединений. Наиболее часто используется силикат натрия. Это натриевая соль. Она известна как сода, используется в пищевой промышленности.Если соль добавляется в клей, он именуется силикатный.

Кроме натрия в нем есть кремний. В таблице Менделеева этот элемент назван силициумом. Он соединен с кислородом. Двойной оксид кремния — кварц. Это минерал, песок которого, переплавляясь, становится стеклом. Поэтому силикатные клеи часто называют жидким стеклом. Высыхая, смеси становятся прозрачными.

Силикатные составы скрепляют практически любые поверхности и не токсичны. Поэтому смеси группы включены в виды клея для обоев. Их предполагается пропитывать силикатными составами. Полотна становятся плотными и износостойкими, подобно камню. Правда, и тяжести обоям клей придает.

Также силикатные клеи применяют для пропитки бумаги, скрепления фарфора кожи. В виды клея для стекла кремниевые составы тоже входят, да и сами в народе называются жидким стеклом. Силикатные клеи отличаются высокой адгезией, то есть проникновением в поверхности.

Скрепив их, составы не боятся воды, легко проводят тепло, блокируют образование ржавчины, устойчивы к низким, высоким температурам и химическим реагентам. Все это позволяет применять силикатный клей для наружных работ. Однако липкость составов невысока. Поэтому при склеивании применяют фиксированное давление.

Кроме силикатных клеев с кремнием, бывают калийные и литиевые. Последние 2 распространены на Земле не столь широко. Поэтому клеи на основе кремния бюджетнее.

Если клей натриевый, не устойчив к воздействию воды. Снизить чувствительность к ней помогают соли алюминия. Некоторые из них наносят на бумагу или другие материалы перед склеиванием. Малую пластичность клеевой пленки исправляют добавками сахара, сорбита или глицерина.

Натриевые силикатные клеи предназначены в основном для бумаги, картона. В частности, составами принято скреплять коробки. Дабы клей не проникал в картон слишком глубоко, добавляют около 10% каолина, а попросту, белой глины.

Следующая группа неорганических клеев создается на основе окислов марганца, бора и алюминия. Они отличаются высокой термостабильностью. Такие составы называют фриттами, используют для керамики. Соответственно, окислы включены в виды клея для плитки.

В виды клеев для металла окислы тоже входят. Составы группы столь близки по силе скрепления к спайке. Именно у окислых клеев самая высокая прочность соединения. Смеси нашли применение в авиапромышленности. Там необходимо соединять панели из нержавейки. Для этого в клее совмещают оксиды кремния, натрия и бора. Последнего почти 60%.

Коэффициент расширения стали совпадает с тем же показателем окислых клеев. Скрепление металла ими возможно при температуре до 500-от градусов. Затем ждут высыхания и обжигают состав, усилив нагрев в 2 раза. В итоге, прочность контакта при сдвиге равна 84 кило на квадратный сантиметр.

Примером окислого клея служит «Керамобонд 503». Его основа — оксид алюминия. Это однокомпонентный состав. Отвердевает он при 120-ти градусах Цельсия. Как и прочие окислые клеи, «Керамобонд» хороший диэлектрик, выдерживает нагрев почти до 1,5 тысячи градусов, стоек к окислителям. Поэтому смесью не только скрепляют, но и покрывают детали, защищая от износа.

В начале статьи говорилось, что деление клеев по характеру основы — главная классификация. Однако она не единственная. Из представленной информации понятно, что клеи делятся также по характеру склеивания, консистенции, степени готовности и назначению.

Водостойкость, морозо- и термостойкость тоже являются поводом для деления составов на группы. Поэтому разобраться в современном разнообразии клеев непросто. Времена Неолита прошли. Вместо вываривания костей и чешуи приходится изучать сложные химические формулы и взаимодействия.