Клеи

Большая Советская энциклопедия Энциклопедический словарь

Большая Советская энциклопедия

природные или синтетические вещества, применяемые для соединения различных материалов за счёт образования адгезионной связи клеевой плёнки с поверхностями склеиваемых материалов. Прочность клеевого соединения зависит от адгезии К. к склеиваемым поверхностям, когезии клеевой плёнки и свойств склеиваемых материалов. При склеивании необходимо обеспечить хорошее смачивание клеем соединяемых поверхностей, их плотное прилегание друг к другу и максимальную поверхность склеивания. Это достигается специальной обработкой соединяемых поверхностей (механической очисткой, обезжириванием, шероховкой и т.п.) и конструированием склеиваемых деталей с учётом получения большей поверхности склеивания и работы клеевого шва при благоприятном распределении нагрузок, т. е. на сдвиг или равномерный отрыв, а не на изгиб или отслаивание. Обычно адгезия клея к склеиваемой поверхности превышает когезию внутри клеевой плёнки, поэтому желательно получить клеевой шов минимальной толщины. Склеивание происходит в результате отвердения клеевой плёнки вследствие испарения растворителя из клея-раствора, охлаждения ниже температуры текучести клея-расплава или за счёт химических превращений компонентов клея.

По физическому состоянию К. представляют собой жидкости различной вязкости (жидкие мономеры, растворы, суспензии и эмульсии), плёнки, порошки или прутки, расплавляемые перед употреблением или наносимые на горячие поверхности.

По природе основного компонента различают неорганические, органические или элементоорганические К. К неорганическим К. относятся жидкие стекла (водные растворы силиката натрия и калия) и клеи-фритты (водные суспензии композиций, содержащих окислы щелочных и щелочноземельных металлов). Жидкие стекла применяют для склеивания целлюлозных материалов, клеи-фритты — для склеивания металлов и керамики.

К органическим К. относятся композиции на основе природных и синтетических полимеров. В производстве К. на основе природных полимеров используют: вещества животного происхождения — продукты переработки мездры, костей и чешуи (коллаген), крови (альбумин) и молока (казеин); растительного происхождения — камеди, смолы, крахмал, декстрин, натуральный каучук, гуттаперчу, зеин и соевый казеин. К. на основе природных полимеров применяют для склеивания древесины, бумаги, кожи, текст, материалов и т.д. Эти К. обладают невысокой устойчивостью к действию микроорганизмов и воды. В крупнотоннажном производстве они в значит, мере вытесняются синтетическими К. Для изготовления синтетических К. используют большинство синтетических полимеров, производимых в промышленном масштабе. Эти К. обеспечивают высокую прочность склеивания различных материалов, обладают устойчивостью к факторам внешнего воздействия и находят широкое применение при склеивании металлов, стекла, керамики, пластмасс, древесины, текстильных, целлюлозных и др. материалов (см. Карбамидный клей, Полиакриловые клеи, Полиуретановые клеи, Резиновые клеи, Феноло-альдегидные клеи, Эпоксидные клеи).

Элементоорганические К. изготовляют на основе кремнийорганических, борорганических, металлоорганических и других полимеров. К. этой группы обладают очень высокой термостойкостью и термостабильностью (обеспечивают высокую прочность соединения различных материалов при кратковременном нагреве до температуры порядка 1000 °С и выше и выдерживают длительное нагревание при 400—600 °С). Элементоорганические К. используют для склеивания металлов, графита, термостойких пластмасс и др. Наиболее широкое применение нашли Кремнийорганические клеи.

В таблице приведены свойства и технологические характеристики типичных клеевых композиций на основе природных и синтетических термореактивных и термопластичных полимеров (см. Реактопласты и Термопласты). Клеевые соединения, полученные с использованием синтетических К., обладают хорошей устойчивостью к длительному воздействию бензина, минеральных масел и алифатических растворителей. К. на основе термореактивных синтетических полимеров, кроме того, устойчивы к воздействию ароматических растворителей. Водостойкость клеевых соединений этого типа также достаточно высока, за исключением соединений на основе мочевиноформальдегидных, карбинольных и поливинилацетатных К.

Режим склеивания и свойства клеевых соединений при использовании синтетических и природных клеев

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| | | °С | | давление, Мн/ | сдвиге при 20 | °С |

| | | | | м² | °С для | |

| | | | | | Мн/м² | |

| Синтетические термореактивные клеи |

| Феноло-формальдегидный | Древесина, фенопласты, | 20 | 4—6 | 0,2—0,4 | 10—15 | 75—100 |

| | графит | 50—60 | 0,5—1,5 | (2—4) | (100—150) | |

| Фенольно-каучуковый | Металлы, термореактивные | 150—200 | 1—2 | 0,8—2 | 15—25 | 200—300 |

| | пластики, силикатные стекла | | | (8—20) | (150—250) | |

| Фенольно- | Металлы, пластмассы, | 140—200 | 0,5—1,0 | 0,8—2 | 15—30 | 200—250 |

| поливинилацетатный | керамика и др. | | | (8—20) | (150—300) | |

| Эпоксидный | Металлы, неметаллические | 20 | 24 | 0,03—0,3 | 10—30 | 60—125 |

| | материалы | 120—200 | 0,5—0,7 | (0,3—3,0) | (100—300) | |

| Полиэфирный (на основе | Металлы, неметаллические | 20 | 24 | контактное | 7,5—12,5 | 60—125 |

| ненасыщенного полиэфира | материалы | 80 | 0,5 | | (75—125) | |

| Полиуретановый | Металлы, неметаллические | 20 | 24 | 0,05—0,5 | 10—20 | 75—125 |

| | материалы | 100 | 4 | (0,5—5) | (100—200) | |

| Резиновый (на основе | Резины, неметаллические | 12 | 24 | 0,02 | 1,3^а | 50—60 |

| полихлоропрена) | материалы, металлы, стекло | | | (0,2) | (13) | |

| Карбамидный | Древесина | 20 | 4-6 | 0,1—0,5 (1,0— | 10—13^б (100- | 75—125 |

| (мочевиноформальдегидный) | | | | 5,0) | 130) | |

| Кремнийорганический | Металлы, неметаллические | 150—250 | 1—3 | 0,3—0,8 | 10—17,5 | 350—1200 |

| | материалы | | | (3—8) | (100-175) | |

| Синтетические термопластичные клеи |

| Карбинольный | Металлы, керамика, | 20 | 24 | 0,15 | 10—15 | 50—60 |

| | пластмассы | | | (1,5) | (100—150) | |

| Полиакриловый | Неметаллические материалы, | 20 | 24 | 0,01—0,3 | 15—25 | 60—100 |

| | металлы | 80 | 4—6 | (0,1—3) | (150—250) | |

| Полиамидный | Неметаллические материалы, | 150 | | 0,1—0,5 | 15—25 | 50—60 |

| | металлы | | | (1,0—5,0) | (150—250) | |

| Поливинилацетатный | Бумага, кожи, ткани, | 20 | 1 0,5—1 | контактное | 5—12^в | 60 |

| | пластические массы | | | | (50—120) | |

| Перхлорвиниловый | Пластифицированный и | 20 | 6—24 | 0,01—0,3 | 4—8^г | 60 |

| | непластифицированный | | | (0,1—3,0) | (40—80) | |

| Полибензимидазольный | Металлы, стеклопластики | 150—350 | 3—5 | 1,5—4,0 | 15—30 | 350—540 |

| | | | | (15—40) | (150—300) | |

| Полиимидный | Металлы, стеклопластики | 180—315 | 1,5—8,0 | 0,14—0,3 | 15—30 | 300—375 |

| | | | | (1,4—3) | (150—300) | |

| Природные клеи |

| Казеиновый | Древесина, бумага, кожа, | 20 | 48 | 0,3—1,5 | 6—8^б | 50 |

| | ткани | 60 | 12 | (3—15) | (60—80) | |

| Глютиновый (столярный) | Древесина | 20 | 48 | 0,3—1 | 5—8^б | 50 |

| | | | | (3—10) | (50—80) | |

^а Прочность на отрыв резины к металлу. ^бИспытания на образцах древесины сосны. ^вИспытания на образцах этрола. ^гИспытания на образцах непластифицированного поливинилхлорида.

По функциональному назначению К. подразделяются на конструкционные, неконструкционные и специальные. К конструкционным К. относят композиции, обеспечивающие передачу динамических и статических нагрузок от одной части детали или изделия к другой, сопряжённой с ней посредством клеевой плёнки. Основные требования, предъявляемые к К. этой группы: достаточно высокая прочность при различных видах нагружения в интервале температур эксплуатации изделия, отсутствие ползучести под действием длительной нагрузки и т.п. Неконструкционные К. — композиции, применяемые для приклеивания декоративных, облицовочных или изоляционных материалов и покрытий, контровки резьбовых соединений, крепления мелких ненагруженных деталей (датчиков различного назначения, токопроводящих элементов электронных приборов и т.п.). К специальным К. относят композиции, обладающие дополнительными функционально важными свойствами, например токопроводящие К., оптические К., медицинские К. и т.п.

Основное достоинство К. — простота технологии и малая трудоёмкость их применения. Клеевые соединения обладают высокой прочностью, вибростойкостью, герметичностью и другими ценными показателями, что обусловливает всё возрастающие масштабы применения К. в различных областях народного хозяйства и быту. Широкий ассортимент современных К. позволяет решать самые разнообразные задачи — от создания железобетонных мостов со склеенными конструкциями до производства миниатюрных электронных приборов, от изготовления клеёной одежды и обуви до наложения клеевых швов при операциях на внутренних органах человека, от склеенных игрушек до винтов современных вертолётов и деталей космических кораблей.

Лит.: Кардашов Д. А., Синтетические клеи, 2 изд., М., 1968: Берлин А. А., Басин В. Е., Основы адгезии полимеров, М., 1969; Хрулев В. М., Синтетические клеи и мастики, М., 1970; Handbook ot adhesives, ed. by 1. Skeist, N. Y. — L., 1962.

А. Б. Давыдов.

Энциклопедический словарь

КЛЕИ

КЛЕИ́, композиции на основе веществ, способных соединять (склеивать) материалы. Действие клея основано на образовании между ними и склеиваемыми материалами адгезионной связи (см. Адгезия(см. АДГЕЗИЯ)). Для органических клеев из синтетических полимеров (напр., полиэфирных, эпоксидных, феноло-формальдегидных смол) характерны высокая прочность склеивания и стойкость в различных средах. Клеи из природных полимеров (напр., коллагена, альбумина(см. АЛЬБУМИНЫ), камедей, крахмала) отличаются невысокой устойчивостью к действию воды и микроорганизмов. К неорганическим клеям относятся керамические, силикатные и др. Клеи могут быть жидкими (напр., растворы, эмульсии) и твердыми (пленки, порошки, прутки); последние расплавляют перед употреблением или наносят на нагретые поверхности.