Из чего делают клей
Неандертальцы знали, что такое клей и использовали его при изготовлении своих орудий труда. Это открытие было сделано благодаря обнаруженным в окаменевшей смоле отпечаткам пальца и неизвестного инструмента.
В результате в ученом мире сразу разгорелись споры об уровне интеллектуального развития неандертальцев. Эти дальние родственники человека успешно существовали в Европе и на Ближнем Востоке на протяжении последних двух ледниковых периодов.
Из всех пещерных людей неандертальцы привлекают к себе больше всего внимания. Они же являются предметом яростных научных дискуссий.
Каменный топор — это звучит гордо и навевает романтику древних времен. Совсем другое дело — склеенный каменный топор. Перед глазами встает образ чуть ли не университетского зануды, который с тюбиком клея в руках приделывает к деревянному топорищу здоровый камень.
Неандертальцы, должно быть, обладали техническими способностями на уровне, сравнимом с Homo sapiens
А ведь все примерно так и было. Без тюбика, но с клеем, а значит, с выдумкой и смекалкой трудились древние охотники и собиратели, приклеивая заостренные обломки камней к деревянным палкам.
Как утверждают немецкие археологи, неандертальцы, чтобы получить необходимое им клейкое вещество, обжигали над костром березу. Липкой древесной смолой они и склеивали части своих орудий труда вместе, что, естественно, говорит об их относительно высоких умственных способностях.
Кусок окаменевшей древесной смолы с отпечатком неандертальского пальца и следом некоего инструмента из кремня был найден неподалеку от Кенигсауэ у северного подножья гор Гарц в Германии. Результаты анализов показали, что возраст этой находки — более 80 тысяч лет. Неандертальцы же, как принято считать, жили между 300 и 30 тысячами лет назад.
Ученые полагают, что эту смолу неандертальцы могли добыть, только нагревая дерево над огнем. Эти технические достижения неандертальцев ставят их на один уровень с ранним человеком по интеллектуальному развитию. Так, по крайне мере, считают доктор Дитрих Маниа из университета Фридриха-Шиллера и его коллеги.
Эта группа ученых пишет в своей работе, опубликованной в «Европейском археологическом журнале», что неандертальцы должны были достигнуть таких технических высот и таких навыков, которые уже вполне сопоставимы с умениями современного Homo sapiens.
Клей ПВА изготовляется на основе эмульсии поливинилацетата и представляет собой дисперсию поливинилацетатную, пластифицированную дибутилфталатом или ЭДОСом, с добавлением модифицирующих добавок.
Он состоит из следующих компонентов:
Составляющие
Доля %
1 Поливинилацетат 85,0-95,0
2 Пластификатор дибутилфталат или ЭДОС 5,0
3 Загуститель 0,5
4 Целевые добавки 0,5
5 Вода 0,0-10,0
ДИСПЕРСИЯ ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТНАЯ ГОМОПОЛИМЕРНАЯ ГРУБОДИСПЕРСНАЯ ПЛАСТИФИЦИРОВАННАЯ ЭДОСом
Дисперсия поливинилацетатная гомополимерная грубодисперсная — продукт полимеризации винилацетата в водной среде в присутствии инициатора и защитного коллоида поливинилового спирта, пластифицированная ЭДОСом или дибутилфталатор.
В зависимости от состава и назначения дисперсия поливинилацетатная выпускается трех марок: ДЭ 51/10С — низковязкая, ДЭ 51/15В — средневязкая, ДЭ 47/50В — высоковязкая. В обозначении марок первые две цифры указывают минимальное содержание сухого остатка до пластификации дисперсии, а последующие — содержание пластификатора в пересчете на сухой остаток в процентах. Буквенные индексы до цифр обозначают: Д — дисперсия, Э — пластификатор ЭДОС, Ф — пластификатор дибутилфталат. Буквенные индексы после цифр обозначают: С — средневязкая, В — высоковязкая.
Дисперсия поливинилацетатная предназначается для использования в качестве компонентов для производства воднодисперсионных красок, клея для дерева, применяется в бытовой химии, строительной, текстильной, обувной, кожевенной, табачной промышленности, в производстве упаковок.
По физико-химическим показателям дисперсия поливинилацетатная марки ДЭ 51/10С должна соответств
какого лешего этот ответ существует. при чём здесь неандертальцы? я не против неандертальцев, но ё моё, при чём здесь они? зачем мне было знать, что когда-то неандерталец трогал клей?
с уважением.
Из чего сделан клей
Сегодня слово клей знают все,
Но многие не знают как он появился.
Клей применяют сегодня практически везде. Подошва ботинок приклеена клеем, Склеить пару листочков или заклеить конверт без клея тоже невозможно, хотя письма в наше время стали отправлять редко.
Но наклеивая стикер на холодильник Вы тоже используете клеевую полоску на нём.
Так что же такое клей?
Клей был известен и применялся в древности, это доказали Немецкие учёные ссылаясь на архиологические находки.
Кусок окаменевшей древесной смолы с отпечатком пальца и следом некоего инструмента из кремня был найден неподалеку от Кенигсауэ у северного подножья гор Гарц в Германии.
Результаты анализов показали, что возраст этой находки — более 80 тысяч лет.
Существенное достоинство клея заключается в том, что его нанесение на поверхность не деформирует и не повреждает материал.
Существуют клеевые составы более агресивные, проникая в структуру материала меняющие его для достижения необходимых свойств.
Клей — вещество и многокомпонентные композиции на основе органических или неорганических веществ, способные соединять (склеивать) различные материалы — в частности, древесину, кожу, бумагу, ткани, стекло, керамику, металлы, пластмассы, резину.
Склеивание обусловлено образованием прочной адгезионной связи между прослойкой клея и материалами соединяемых поверхностей.
На прочность клеевого шва влияют также когезия клея к поверхности, аутогезия — самослипание при контакте однородных материалов. А наибольшую прочность склеенным материалам придаёт давление.
На сегодня известны клеевые составы способные на поверхности пяти рублёвой монеты удерживать полутора тонную машину.
Существуют следующие теории склеивания материалов:
Механическая теория — клей проникает в поры материалов и, удерживаясь в них, обеспечивает склеивание;
Абсорбционная теория — силы склеивания имеют химическую и межмолекулярную природу, при этом основную роль играет Смачивание и полярность клея;
Диффузионная теория — при склеивании происходит взаимная диффузия клея и основного материала;
Химическая теория — основную роль играет химическое взаимодействие адгезива и субстрата.
Часть ученых считает, что при склеивании оказывают роль все описанные факторы!
По типу склеивания составы разделяются на:
Высыхающие клеи (силикатный клей, казеин, столярный клей, клей ПВА, крахмальный клейстер, наирит, 88-НТ)
Не высыхающие адгезивы (например, на основе канифоли), клеи-расплавы,
связки на основе полимеризующихся композиций — неорганические, например алюмофосфатные связки (АФС) и органические, полимеризующиеся композиции (циакрин, эпоксидная смола)
Некоторые клеи, например клей БФ, относятся одновременно и к категории высыхающих, и полимеризующихся композиций.
По составу клеи делят на:
Неорганические (растворы, расплавы, а также припои, в частности — полимерные композиции типа «клей-припой»)
Органические (растворы, расплавы, полимеризующиеся)
Основой органического клея служат главным образом синтетическое олигомеры и полимеры (например, фенол-формальдегидные, эпоксидные, полифэирные смолы, полиамиды, полиимиды, полиуретаны, кремнийорганические полимеры, каучуки и др.) образующие клеевую пленку в результате затвердевания при охлаждении (термопластичные клеи), отверждения (термореактивные клеи) или вулканизации (резиновые клеи); этим процессам иногда предшествует улетучивание растворителя.
К неорганическим клеям относят алюмофосфатные, керамические (основа — оксиды магния, алюминия, кремния, щелочных металлов), силикатные (основа — калиевое или натриевое жидкое стекло), металлические (основа — жидкий металл, например ртуть).
По физическому состоянию клеи могут быть жидкими (растворы, эмульсии, суспензии) или твёрдыми (пленки, прутки, гранулы, порошки); последние используются в виде расплава или наносят на нагретые поверхности.
По способу нанесения делят:
Нанесение Кистью (Жидкие)
Аэрозоль — Используя распылитель.
Диспенсор — Баночки клея с дозатором.
Токопроводящие низкоомные, на основе серебра — контактолы
Токопроводящие высокоомные с порошком графита
Оптические — для склеивания оптических деталей, преимущественно изготовленных из стекла
Для бытовых нужд
Для кожи
Для древесины
Для металлов и керамики
Для резины
Канцелярские
Универсальные
Строительные (монтажные)
Опусы про Его Величество Клей. Часть первая — вводная
Есть такие области знания, которые «аршином общим не измерить. ». В принципе, в моей «домашней» области, коллоидной химии, под такое направление можно спокойно помещать любое фундаментальное понятие, будь-то адсорбция (с адсорбентами) или адгезия (с клеями). Честно говоря, мысль написать про клей у меня не возникала. Но когда читатели в каждой теме, связанной с полимерами начинают просить рассказать про клеи — об этом поневоле задумаешся (ну и хочется конечно же отпарировать на «все надо клеить суперклеем»). Адгезия и клеи — очень обширная тема, поэтому я все-таки решил за нее взяться, но разбить повествование на несколько частей. Сегодня первая часть — вводно-информационная. Чтобы узнать за счет чего клей клеит, какие бывают клеи и какой клей лучше подходит для склеивания _____ (вписать нужное), традиционно идем под кат (и кладем в закладки).
Перед тем, как начать свое повествование, мне хотелось бы сделать небольшое отступление-посвящение:
Мой руководитель дипломной практики любил отвечать на выпады коллег «нет сейчас студентов толковых. » фразой «нет плохих студентов, есть преподаватель, который занимает не свое место». Все чаще ловлю себя на том, что с фразой этой согласен. Студенты чувствуют искренность и мастерство в предметной области и «голосуют» уважением и посещаемостью.
Беларуская наука, после развала СССР вообще стала вещью в себе, странной и местами даже дикой. Не удивительно, что многие академики Беларуси, как правило «широко известны в узких кругах», люди непубличные и т.п. Даже несмотря на то, что работы бывали интересные. Но чаще сухая биографическая информация на каком-нибудь, самопальной верстки html-сайте института, даже приблизительно не может рассказать каким был человек. Вот и доктор химических наук, профессор Фома Фомич Можейко был особенным мужиком. Без ложной скромности можно сказать что весь Солигорский клондайк построен с помощью его рук и светлой головы. Мне довелось с этим человеком впервые столкнуться при сдаче кандидатского минимума по коллоидной химии, после которого мы начали тесно, по-дружески общаться. Учитывая, что к аспирантам в нашем НИИ относились вызывающе «никак», то это произвело на меня впечатление… и, возможно, именно благодаря встрече с этим дедком, который мог в двух словах объяснить суть сложнейшего процесса и убедить в том, что наша общая область — царица химий, я пишу сейчас химическую статью на хабр, а не протираю штаны за разработкой или тестированием… Так что, по совести говоря, все статьи коллоидной тематики должны были бы быть с ремаркой «памяти Ф.Ф. Можейко», потому что именно этот человек был одним из моих Учителей. Светлая тебе память, Ф.Ф.!
Клей использовался человеком с древнейших времен, можно считать, что как только первобытный человек прилепил кремнёвый наконечник своего копья к древку с помощью битума или сосновой смолы, так и пошел отсчет практики склеивания. В древности в качестве клея использовали все, что попадалось под руку. Чаще всего использовались продукты животного происхождения, обладающие клейкими свойствами изначально (рыбная чешуя, жилы животных и т.п. вещества, после термической обработки). Стоит отметить, что есть области в которых органические клеи активно используются до сих пор. Столярный клей, казеиновый клей, клейстеры для обоев. Несмотря на обилие синтетических (=химических клеев) упомянутые варианты все еще в строю и прочно занимают положенную им нишу экологичных и дешевых клеющих субстанций. Кстати, многие современные клеи называют синтетическими смолами только в честь того, что смола (клейкое вещество, встречающееся в соснах и других растениях) была одним из первых широко используемых клеев.
Все понятие склеивания держится на двух фундаментальных явлениях коллоидной химии — адгезии и когезии (ну ладно, трех, еще поверхностное натяжение).
Родственным и по звучанию и по смыслу к адгезии является понятие когезии, которое иногда некоторые люди любят путать.
Отличие между этими фундаментальными понятиями коллоидной химии лучше всего показать на примере капель воды, которые образуются на оконном стекле во время дождя.
На картинке показано противоборство «стихий», каждая из которых занимается своим делом формирования привычной нам картины мира. Форму капле придает поверхностное натяжение. Сила гравитации (земное тяготение) — тянет каплю вниз, стечь со стекла. С этой неумолимой силой борются сообща силы адгезии и когезии. Раньше всех проявляется когезия, так как она имеет место уже в самой капле воды. Соседние молекулы слипаются друг с другом и формируют те самые капли, которые потом живописно скользят по стеклу. Когезия связывает единичные молекулы в ансамбли. А вот адгезия прикрепляет ансамбли в виде капель к стеклу, заставляют их держаться за стекло, «тянет вверх», заставляя сопротивляться движению под собственным весом. Притом когезия сильнее адгезии, иначе бы капли не смогли формироваться, т.е. дождевая вода бы просто растекалась ровным слоем по стеклу, формируя некое подобие масляной пленки на воде. Кстати, внимательно наблюдая за стеклом во время дождя можно заметить, что капли скатываются по уже существующим «водяным дорожкам». Это связано с тем, что падающие капли воды за счет сил когезии стараются прилипать к воде, которая уже там есть, а не к стеклу. Упомянутые дорожки, кстати, образуются из-за того, что при попадании капель на окно молекулы воды отрываются от проходящих капель и захватываются стеклом.
Какое все это имеет отношение к клеям? А самое прямое. Адгезия и когезия являются основными действующими факторами и в клеях. Допустим, вы хотите соединить два куска дерева, A и Б, с помощью клея В. Здесь вам нужны три разные силы: силы сцепления, способные удерживать вместе A и В + силы сцепления удерживающие В и Б + силы сцепления которые удерживают вместе клей B.
Если с первыми двумя силами все понятно, то насчет последней приведу небольшое пояснение. Лучший пример — два кусочка батона, склеенные вареньем или джемом. Варенье — это классический природный клей (ниже о них пару слов скажу), сделанный из сахара и воды. Притом довольно эффективный. При использовании довольно прочного хлеба (или сухарей) и правильного «мамкиного» варенья вполне себе реально удерживать два куска вместе смазав только один уголок. У хорошего варенья достаточно сильные внутренние силы когезии (поэтому его тяжело вытянуть из банки, особенно грушевое), но и адгезия к другим поверхностям отличная. Поэтому тяжело разорвать склеенный бутерброд не разрушив батон (получается это чаще всего если сдвигать пласты в сторону, а не прикладывать силу перпендикулярно). Но если варенье «имеет слабый внутренний когезионный стержень», то уже не важно, насколько хорошо оно пристает к батону. Две половинки не смогут склеиться и будут разваливаться под действием силы тяжести.
Еще один антагонистичный пример: вода и кусок железа. И тот и другой объект — в нормальных условиях очень слабо пригодны для склеивания, но по разным причинам. Вода — потому что силы адгезии у нее велики и она отлично прилипает к любым поверхностям, но из-за очень слабых когезионных сил эти поверхности непрочно сцепляются между собой и их легко разделить. В куске железа, наоборот, невероятно сильные когезионные взаимодействия (ответственные за связь атомов), притом настолько это «вещь в себе», что от нее практически нереально добиться адгезии к какому-либо другому внешнему материалу. Тестом на внутренние силы когезии может стать возможность разделения материала на куски. «кусочек» воды легко можно отделить от общей массы пальцем/ложкой и т.п., а попробуйте пальцем отделить кусок чугуна :).
Из сказанного выше вывод — в природе клея главное сила когезии, а в природе склеивания — сила адгезии. Так как клеи, как правило, довольно специфичные вещества, эффективность многих из которых проверена опытом многих поколений, то основное внимание я уделю явлению адгезии (клей, кстати, также можно называть и адгезивом). На сегодняшний день разработано несколько различных конкурирующих/взаимодополняющих теорий, которые пытаются объяснить появление явления адгезии:
Несмотря на обилие матчасти, до сих пор не существует единого ответа на вопрос «что заставляет клей клеить?». Но это не так удивительно, если учесть, сколько существует различных типов клея и сколько различных способов их использования. Считается что для каждого отдельного клея и для каждой отдельной поверхности, на которой он используется, существует индивидуальное сочетание разных факторов, удерживающих эти объекты вместе. Процесс изучения процессов склеивания продолжается и сегодня, ибо даже в 21 веке, когда «космические корабли бороздят. », мы еще не до конца понимаем, что заставляет вещества приклеиваться друг к другу. Поэтому приходится оперировать допущениями и обобщениями. С учетом которых выходит, что существуют четыре основных возможных механизма склеивания: через адсорбцию, хемосорбцию, механическое прикрепление и диффузию.
Адсорбция — эффект прилипания поверхностей друг к другу, за счет сверхмалых сил притяжения (т.н. сил Ван дер Ваальса (кстати, читатель cck7777 упомянул, что правильнее было бы говорить «фан дер» как в de Nederlandse taal), общего названия для всех межмолекулярных сил). Силы эти, кроме того, еще подразделяются на силы электростатического взаимодействия (силы Кизома, возникающие между постоянными молекулярными диполями), поляризационные силы (интермолекулярные силы Дебая между постоянным и индуцированными диполями) и силы дисперсионного взаимодействия (силы Лондона между мгновенно индуцированными диполями). Диполь = два заряда, равных по величине и противоположных по знаку, находящихся друг от друга на расстоянии, очень малом по сравнению с расстоянием до точки наблюдения. Ну а дальше «разноименные притягиваются и т.п.». На этом вся электростатика и держится (а с ней и все адгезивы). Силы межмолекулярного взаимодействия, кстати, проявляются, когда участники (атомы и молекулы) находятся на очень близком расстоянии (менее 1 нм).
При нанесении клея поверхность склеиваемых деталей смачивается и объекты прилипают друг к другу. Чтобы клей сработал, поверхности должны быть максимально обезжирены (для растекания адгезива по поверхности) и клей равномерно распределен тонким слоем. Фактически, этот процесс напоминает прилипание миллионов микроскопических магнитов (в роли которых выступают молекулы клея и молекулы склеиваемых материалов).
1,5 миллиона на см 2 ). Каждая щетинка конце расходится в 400-1000 ответвлений и каждое ответвление заканчивается на конце треугольной пластинкой шириной 0,2 микрометра. Т.е. лапка геккона площадью около сантиметра квадратного контактирует с поверхностью примерно двумя миллиардами окончаний.
Б. Фотография щетинок геккона. В. Фотография одной щетинки геккона. Г. Фотография ответвления на конце щетинки.
Последние исследования показывают, что именно такая геометрия лапок и связанные с ней электростатические силы (помноженные на миллиарды окончаний) дают в сумме результат, способный удерживать вес геккона на потолке.
Уточнение от читателя Rikkitik:
Про материал, имитирующий лапки геккона вот статья 2016 года. Вкратце — самым любопытным оказалось не как прилепить, а как оторвать без потери функциональности, то есть, добиться многоразовости соединения.
К ворсинкам предъявляются, казалось бы, взаимоисключающие требования — с этим исследователи столкнулись уже в начале XXI века. Ворсинки должны быть тонкими, чтобы проникать в самые мелкие зазоры и ямки, и вместе с тем прочными, чтобы не отрываться от подошвы на каждом шаге. Они должны быть гибкими и относительно легко растягиваться, чтобы дотянуться до выступов сложной шероховатой поверхности, и вместе с тем не слишком, чтобы легко отделяться от этой поверхности, а не тянуться за подошвой, как жевательная резинка.
Искусственные структуры из таких ворсинок должны быть максимально устойчивыми, не отрываться от ступни и выдерживать огромное число (до миллиона) циклов прилипания-отлипания. Пространство между ворсинками не должно слишком загрязняться пылью, собранной с поверхности, и сами ворсинки не должны слипаться между собой, поскольку и то, и другое резко снижает их способность адаптироваться к сложной поверхности.
Было бы удивительно, если бы всем этим не воспользовались военные. В мае 2014 года DARPA продемонстрировала свою разработку Geckskin (проект Z-Man), приспособления для рук, позволяющие передвигаться по вертикальным поверхностям.
Правда прошло пять лет, а про Geckskin почему-то ничего больше не слышно. Возможно, потому что засекречено, а возможно, потому что результата нет.
Гекконы и Darpa — это все где-то там, у них. А у нас лучшей иллюстрацией сил межмолекулярных взаимодействий может быть идеально притертая поверхность. Каждый токарь-фрезеровщик должен знать про такую вещь, как плитки Иогансона, или плоскопараллельные меры длины концевые. Плитки эти отполированы и притерты так, что достаточно сильно слипаются если их приставить гладкими гранями друг к другу. На картинке тридцать шесть плиток удерживаются атмосферным давлением и силами Ван-дер-Ваальса вместе:
Тому кто не верит, что такое возможно — рекомендую посмотреть наглядную демонстрацию (кликабельно):
За адсорбцией неотступно следует хемосорбция, но несмотря на похожесть названий, суть явлений кардинально отличается. Хемосорбция — прилипание осуществляется за счет образования химических связей между клеем и склеиваемыми веществами. Фактически, при склеивании образуется новое химическое вещество. При диффузии склеивание происходит за счет взаимного проникновения молекул материалов друг в друга. Молекулы клея перемешиваются с молекулами склеиваемых поверхностей и формируют прочное сцепление. И наконец механическая адгезия происходит при проникновении клея в микротрещины и полости материалов и последующего их физического удерживания. На картинке для наглядности показаны числовые значения энергий для различных сил имеющих место при склеивании.
Очевидно, что наилучшее сцепление образуется в случае хемосорбционного взаимодействия между склеиваемыми веществами, правда добиться этого не всегда возможно (но стремиться-нужно).
Разновидности клеев
Из всего выше изложенного следует, что любой клей будет эксплуатировать тот или иной, описанный выше принцип. Притом в случае клеев, как и в случае с гекконами, у исследователей тоже единства мнений, как правило, не наблюдается. Но это, в принципе, не так уж и важно, ибо накоплен достаточно серьезный практический опыт позволяющий без проблем подбирать оптимальные адгезивы и клеевые составы для всего разнообразия материалов. Существует множество делений клеющих субстанций, я приведу наиболее простую, основанную на их химической природе:
Притом хотелось бы отметить тот факт, что и по сей день мы в основном активно эксплуатируем разработки практически столетней давности. Судите сами по краткой хронологии:
1920-е годы: предложены клеи на основе сложных эфиров целлюлозы, алкидных смол, циклизированного каучука, полихлоропрена (неопрен), соевые клеи
1930-е годы: изобретен карбамидоформальдегид, чувствительные к давлению клейкие ленты, клейкие пленки на основе фенольных смол, поливинилацетатные (ПВА) клеи для дерева
1940-е годы: синтезирован нитрилфенол, хлорированный каучук, меламинформальдегид, винилфенольные и акриловые полиуретаны
1950-е годы: представлены эпоксиды, цианоакрилаты, анаэробные клеи
1960-е годы: представлены полиимиды, полибензимидазол, полихиноксалин
1970-е годы: представлены акриловые клеи второго поколения, акрилы чувствительные к давлению, структурные полиуретаны
1980-е годы: активная разработка загустителей для термореактивных смол, представлены водорастворимые эпоксидные смолы, контактные клеи, формуемые и вспененные термоклеи
1990-е годы: представлена модифицированная полиуретаном эпоксидная смола, отверждаемые термопластичные материалы, предложены клеи отверждаемые УФ и видимым светом
2000-е годы: синтезированы клеи на водной основе, активно разрабатываются однокомпонентные и двухкомпонентные клеи, не содержащие растворителей
В качестве синтетических клеевых составов в большинстве случаев используются полимеры, поэтому рекомендую прочитать попутно две мои тематических tutorial статьи (Письмо химика 3D-печатнику. Растворители для пластмасс и защита от них + Возвращаем девочке птицелет или RTFM по определению пластмасс в домашних условиях), уже хотя бы для того, чтобы привыкнуть к «полимерной» терминологии и посмотреть базовую информацию по полимерам.
Сегодня основное развитие «пользовательских» клеевых составов идет по пути увеличения экологичности (часто, кстати, в ущерб прочности соединения). Конструкционные и промышленные составы особенно этому не подвержены, но там в целом до сих пор используются традиционные, проверенные временем варианты. Так что, ищем в таблице ниже свои соединяемые материалы и запоминаем нужный тип клея.
Бонусом — сравнительный обзор прочностных характеристик различных типов клеев. Иногда бывает полезно 🙂
Подписи: CA-цианакрилаты, MS-клеи на основе модифицированных силанов, PU-полиуретановые клеи, ММА-метилметакрилатные клеи, УФ-клеи, отверждаемые с помощью УФ-излучения
На этом вводная часть завершена, в следующих — перейдем к рассмотрению конкретных разновидностей клея и оптимальных условий/материалов для его применения. Задавайте в комментариях волнующие вас вопросы — тогда в следующей части высока вероятность появления ответов.
N.B. Продолжение темы:
Будет ли следующая статья — зависит от хабра-сообщества, ибо subj.
Важно! Все обновления и промежуточные заметки из которых потом плавно формируются хабра-статьи теперь можно увидеть в моем телеграм-канале lab66. Подписывайтесь, чтобы не ожидать очередную статью, а сразу быть в курсе всех изысканий 🙂
Как сделать клей
Прилавки магазинов буквально забиты различными клеевыми смесями. Они отличаются не только по назначению, но и по фирме-производителю. У одного бренда порой встречается огромная линейка клеевых составов для разного типа поверхностей, с особыми свойствами или улучшенной формулой.
Несмотря на такое многообразие, люди задумываются, как сделать клей самостоятельно. Иногда это обусловлено нехваткой небольшого количества раствора, из-за которой нет надобности покупать целую упаковку смеси.
Возможно, стремление изготавливать самодельный клей продиктовано экономией бюджета. Ведь предлагаемые составы от ведущих производителей стоят недешево. В статье подробно описано как сделать клей своими руками.
Считается, что прозрачный клей изготовленный в домашних условиях, намного эффективнее заводского
Основные компоненты составов
Состав клея — самый важный фактор, определяющий его адгезионные свойства. Сейчас на упаковках со смесями можно увидеть шокирующие составы, пестрящие разнообразием компонентов.
Однако в советское время в основе клея были простые и доступные вещества, а прочности и надежности готового состава оставалось только позавидовать. Клей прошлых лет изготавливался на века, о чем свидетельствуют многие вещи той эпохи, дошедшие до наших дней.
В качестве основы раньше использовали муку или крахмал. Эти продукты являются отличными связывающими веществами. Однако для придания особых свойств смеси необходимы дополнительные компоненты:
- для керамических плит требуется наличие цемента;
- в резиновом клее используется растворенная резина;
- в канцелярских составах должен присутствовать желатин.
В зависимости от назначения существуют разные варианты, как изготовить клей.
Как приготовить клей: Способы приготовления
Существует множество рецептов создания самодельного клея. Но есть основные принципы при его замешивании:
- правильный подбор компонентов;
- четкое следование пропорциям;
- качественное смешивание ингредиентов.
Обойный клей из муки
Это востребованный тип состава, который требуется во время ремонта. Не всегда можно рассчитать требуемое количество раствора. Иногда просто ошибаются в подсчете расхода на полотна или за счет пористой поверхности необходимо увеличивать нанесение клея на стены.
Чтобы не тратить лишние деньги и не покупать большую упаковку клея, его делают из подручных продуктов. Для варки своего клеящего состава потребуется пшеничная мука.
Инструкция, как сделать клей в домашних условиях для обоев:
- В металлическую кастрюлю или миску налить 1 л воды.
- Отдельно развести муку в холодной воде (около 6 ст.л). Важно, чтобы мука полностью растворилась.
- Подготовленную изначально воду необходимо нагреть. По мере ее нагревания мучной раствор вливается тонкой струей и тщательно размешивается в кастрюле.
- После того, как смесь дойдет до кипения, ее необходимо снять с огня.
Использовать такой раствор следует сразу же после остывания. Иногда муку растворяют сразу в кастрюле, пока вода не успела нагреться. Такой способ наглядно показан в видео.
Этот вид клея не применим для хранения. В основном такой состав применяется для легких видов обоев, например, на основе бумаги.
ПВА в домашних условиях
Это универсальный состав, который имеет множество областей применения. Его можно встретить не только в строительных магазинах, но и в канцелярских отделах. О том, как сделать клей ПВА в домашних условиях, можно найти немало информации. Здесь приводится один из вариантов приготовления.
- желатин для фотоэмульсии — 5 гр;
- чистая вода — 1л;
- мука — 6 ст.л;
- глицерин — 4 гр;
- этиловый спирт — 20 мл.
- Желатин развести в небольшом количестве холодной воды и оставить на 24 часа для набухания.
- Очищенную воду (1 л) поставить греться на плиту в кастрюле на «водяную баню».
- В небольшой миске развести муку охлажденной водой и добавить в кастрюлю.
- При постоянном помешивании следует добавить к смеси желатин.
- После закипания раствора его необходимо сразу снять с плиты и влить туда глицерин со спиртом.
- После тщательного перемешивания масса должна остыть.
На просторах интернета можно найти видео не только о том, как делают клей ПВА, но и как на этом можно заработать.
Эпоксидный клей
Сильный состав позволяет крепко склеивать различные поверхности: дерево, металл, резину. Варить клей не нужно, достаточно развести эпоксидную смолу с отвердителем в пропорции 2:1.
Важно знать, что такой раствор не хранится. В зависимости от типа смолы время застывания клея различается, но не значительно. Как правило, эпоксидный состав является быстрозатвердевающим.
Резиновый клей
Отличается от остальных входящей в состав резиной. Для такой работы лучше использовать не старые покрышки, а жидкую резину. В дополнение к ней необходимо найти бензин для авиации. Такой подбор компонентов позволит создать эффективный клеевой раствор.
- В любую стеклянную емкость наливается жидкая резина. Если такой не нашлось, то простую шину следует порезать на маленькие кусочки.
- Наливается бензин д тех пор, пока вся резина не будет покрыта жидкостью.
- В таком состоянии необходимо оставить смесь на 24 часа.
Можно считать, что клей готов. Если смесь слишком густая, то ее следует развести бензином до нужной консистенции.
Экспериментальный способ создания резинового клея можно увидеть здесь.
Столярный клей
Известен как клей для дерева, хотя подходит также для бумаги, тканого материала и иных поверхностей. Возможно изготовить такой состав в домашних условиях тремя способами. Однако во всех случаях потребуются готовые гранулы клея.
Первый вариант. Необходимо приобрести готовый гранулированный клей. Он заливается водой и оставляется для разбухания. Когда вода впиталась и гранулы набухли, их необходимо подогреть на «водяной бане». После подогрева в раствор добавляются следующие компоненты:
- водка или разбавленный спирт (добавляется в пропорции 4:5);
- квасцы (расчет 12 гр на 100 гр клея).
Второй способ. Гранулы клея смешать с водой. После набухания так же, как и в первом случае, подогреть на пару. При полном растворении, когда состав стал полностью жидким, необходимо смешать готовый клей с уксусом в пропорции 1:1.
Третий метод приготовления. Необходимо приготовить ингредиенты в одинаковом количестве:
- очищенная вода;
- гранулированный клей;
- глицерин.
Все компоненты смешать и растворить на «водяной бане». После остывания смесь готова к использованию.
Сварить клей можно в специальной емкости. По мнению некоторых мастеров, это улучшает свойства состав.
Казеиновый клей
Из названия понятно, что данная смесь готовится с использованием молочных продуктов. Ведь именно они являются ценным источником казеина.
Он является связующим веществом, которое полезно не только для человеческого организма, но и для обустройства быта. С помощью казеинового клея можно скрепить кожаные изделия, дерево, бумагу и картон.
Для удачного эксперимента необходимо четко следовать инструкции:
- В чистой воде (2 л) растворить соду (2 ст.л).
- Полученной смесью залить зерновой творог и выдержать порядка 20-25 мин.
- Затем творог промыть, обсушить и довести до порошкового состояния. Сделать это можно в кофемолке или с помощью блендера. Главное, чтобы творожная масса тщательно просохла.
- Полученный порошок смешивается с водой в пропорции 1:2.
- Поставить смесь на плиту и подогревать до тех пор, пока жидкий клей не станет густым.
После остывания состав готов к нанесению. В качестве клеевой основы можно использовать также молоко.
Клей для бумаги на декстрине
Применяется для домашнего творчества. В основном им склеивают бумагу и картонные изделия. Для изготовления рекомендовано приобрести декстрин, но можно воспользоваться обычным крахмалом.
Процесс изготовления прост:
- Порошок (декстрин или крахмал) около 2-х часов прогревают в духовке.
- Высушенная смесь заливается водой в пропорции 3:5 (измерения производятся столовыми ложками).
- Состав нагревается до жидкого состояния.
- Добавляется 1 ст.л. глицерина.
Смеси необходимо полностью остыть.
Что такое декстрин и какими свойствами он обладает, можно узнать из короткого видео.
Теплопроводный клей
Готовый клеевой состав продается в отделениях магазинов с радиодеталями. Однако приготовить раствор самостоятельно несложно. Для этого глицерин нагревается до температуры 200 градусов. Воды при этом из жидкости выпаривается.
Затем раскаляется оксид цинка. После проведенных процедур оба ингредиента соединяются и тщательно размешиваются. Брать компоненты следует в равной пропорции.
Клей для потали
Поталь имеет в составе драгоценные металлы, поэтому для работы с ней применяются специализированные составы. Однако их можно заменить самодельным раствором, который также надежно скрепит капризный материал.
Алгоритм приготовления прост: смешать жирные сливки (100 г) и коньяк (100 г). Данной смесью обрабатывается поверхность, на которую наносится поталь.
Ещё один действенный способ изготовления клея для потали описан в видео.
Старый линолеум и ацетон для клея
Это особо прочный состав, который применим для ПВХ, кожи, стеклянных поверхностей и прочих трудносклеиваемых поверхностей. Для приготовления необходимо порезать линолеум на маленькие кусочки и залить ацетоном.
Растворитель должен хорошо закрывать линолеум. Смесь помещается в плотно закрытую тару и настаивается в темноте не менее 12-ти часов.
Некоторые нюансы использования линолеумного клея указаны в видео.
Изготовление горячего клея
С его помощью скрепляется древесина, ПВХ и подобные материалы. Готовится следующим способом:
- Столярная масса нагревается на пару (взять необходимо 100 г).
- После нагрева добавить олифу (35 г).
- Тщательно перемешать.
Использовать необходимо сразу же после приготовления.
Силикатный клей
Силикатный клей дома практически не готовится. Для его замешивания требуется специальное оборудование.
В основном, это промышленное производство. Если же в доступности есть необходимый инструмент, то можно попробовать изготовить такую смесь самостоятельно.
Ингредиенты для состава:
- кварцевый песок;
- силикат калия и натрия.
Вещества смешиваются при высокой температуре.
Пищевой клей
Это смесь для украшения кондитерских изделий. Популярен для праздничного декора. Приготовить его можно на любой кухне.
Рецепт 1:
- крахмал — 4 ст.л;
- холодная вода — 1 ст.л.
Смешать и сварить клейстер. После остывания готов к употреблению.
Рецепт 2:
- сахарный песок — 250 г;
- вода — 100 мл.
Сварить карамель, которая танет отличным скрепляющим составом. Однако использовать ее необходимо быстро, т.к. она твердеет за короткий период.
Дополнительные варианты
Существует несколько видов клея, которые не такие популярные для приготовления в домашних условиях, как вышеописанные, но не менее эффективные.
Клей-карандаш
В основе клея находится ПВА. Для того чтобы изготовить аналог магазинного «карандаша», потребуется флакон от твердого дезодоранта. Важно, чтобы крышка закрывалась плотно. В противном случае клей засохнет.
Для приготовления понадобится:
- хозяйственное мыло (2 части);
- чистая вода (1 часть);
- ПВА (4 ложки).
Мыло смешивается с водой и растапливается на пару. После растворения мыльной стружки в раствор добавляется ПВА.
Тщательно перемешав, необходимо дать смеси остыть. После этого клей заливается в упаковку от дезодоранта. Через некоторое время он застынет до твердого состояния.
Существует и обратный способ «превращения» клея-карандаша в ПВА.
Супер клей
Полноценный состав привычного супер клея не доступен простому обывателю. Однако изготовить сильный клеевой состав для различных поверхностей под силу в домашних условиях.
Для этого понадобится:
- столярный клей — 125 г;
- сахарный песок — 100г;
- известь погашенная — 35 г;
- чистая вода — 450 мл.
Смесь воды и извести нагревается на пару, после чего в раствор вливают столярный клей и добавляют сахар. Когда все ингредиенты станут однородной массой, клей готов к использованию. Такой состав подходит для металла, фарфора и керамических изделий.
Клей для пенопласта
Для пенопластовых заготовок сложно подобрать надежный клей. Это обусловлено структурой и характеристиками материала. В основном для работы с пенопластом подходит столярный клей.
Также популярным методом является применение казеинового клея. Однако для наилучшего результата его следует смешать с гашеной известью в равных пропорциях.
Клей из пенопласта
Принцип изготовления схож с методом замешивания клея из линолеума. Пенопласт крошится и заливается ацетоном. Только в этом случае не потребуется ждать сутки. Прочный клеевой состав получается практически моментально.
Усовершенствованный состав представлен в видео.
Пользуясь описанными методами создания самодельного клея, можно значительно сэкономить на ремонте. При этом не будет сомнений в качестве и безопасности приготовленного раствора.
Комментариев (5)
У любого получится клей из муки и воды. Эти два компонента, без химии, позволят получить клей. Средство идеально для обоев на бумажной основе. Готовить просто. Потребуется литр воды, стакан муки. Затем нагреть. Перед нагреванием и во время нужно перемешивать. После того, как начнёт кипеть, довести до густоты сметаны. Пока клей тёплый, не пользоваться. Остудить. Клей будет напоминать студенистую массу. Поклеить обои следует на тёмном фоне. Так клей не проступит на светлом фоне, не испортит оттенок красок. Из преимуществ перед покупным, невысокая стоимость продукта. Не подходит для наклеивания тяжёлых обоев. Можно приклеить мелкие детали при ремонте в квартире. Безопасен. Имеет белый цвет. Довольно часто, для утепления окон, особенно в детском учреждении, применяется клей из картофельного крахмала, без химических элементов. Кипяток вливают тонкой струйкой, помешивая до загустения без образования комков. Нагреть на малом огне, дать закипеть. Готовый клей похож на кисель. Ткань разрезать на полоски. Полоски ткани положить в клей. Затем заклеить окна.
Даже можно сделать пва. Готовится с добавлением фотографического желатина. Есть видео, которое содержит советы для начинающих бизнес по производству клея. Рекомендуется применение дистиллированной воды. Такой клей обладает водоотталкивающими свойствами. Учитывая эти особенности, можно использовать в качестве грунтовки. Такая обработка часто бывает очень эффективной. Если, конечно, всё сделать правильно. Другой способ, это приготовить в форме, плотной консистенции и хранить вместо карандаша.
Для деревянных деталей, при необходимости, вполне можно изготовить столярный клей. Подойдёт, чтобы склеить различные фигурки для творчества. Готовиться в любом месте, в течение нескольких минут. Желательно использование квасцов (объём 12 грамм на каждые 100 грамм клея). Это основная составляющая. Без них не обеспечить надёжные контакты. Детали не будут держаться. Поэтому, прежде чем приступать к делу, их надо купить.
Заинтересовал клей из линолеума. Обладает способностью прочно склеить, заслуживает высоких оценок. Линолеум надо предварительно измельчить. Затем его помещают в отдельную посуду. Заливают ацетоном. Потом, при добавлении мела, его используют для крепления кафеля. Он не будет уступать покупному для соединения различных предметов. Случается, что можно разбить изделие из керамики или пластика. Соединение способно решить проблемы, которые могут возникнуть.
Когда самостоятельно пытаются сделать резиновый клей для ремонта обуви, надо знать, что может быть резкий запах. Лучше делать это на воздухе. По этой причине лучше использовать жидкую резину. Поместить в банку, налить бензин, размешать. Срок приготовления не менее суток. Если смесь оказалась очень тягучая, надо добавить порциями бензина столько, сколько потребуется чтобы было удобно нанести палочкой. Карта сайта содержит много отдельной информации по использованию клея. В числе прочих — клей для потали. Для него, как показано в видео смешивают акриловые лаки с акриловым клеем.