Итак, из чего же делают клей? В зависимости от тюбика или флакона он может содержать синтетические полимеры, животные белки или растительный крахмал, а также воду и компоненты, регулирующие его эксплуатационные свойства. Единой формулы, подходящей для всего — от школьного клея до мебельного состава, — просто не существует.
Такое разнообразие объясняет, почему клей, намертво скрепляющий бумагу, оказывается совершенно бесполезным на стекле. Именно химический состав определяет, как клей растекается, затвердевает и переносит воздействие тепла или влаги.
Ингредиенты, благодаря которым клей работает
Клей — это адгезивное вещество, предназначенное для скрепления материалов. Большинство формул представляют собой смесь базового полимера, жидкого растворителя (носителя) и добавок, хотя существуют составы, в которых вообще нет воды или растворителей.
Полимер состоит из длинных молекулярных цепочек. Именно он обеспечивает основную внутреннюю прочность готового соединения. Вода или иной жидкий носитель облегчают нанесение смеси и испаряются по мере высыхания клея. В некоторых составах полимер образуется непосредственно в процессе отверждения. Источник
Добавки регулируют густоту, эластичность и открытое время работы с клеем. Пластификатор делает высохшую клеевую пленку менее хрупкой, а консерванты предотвращают размножение бактерий и плесени в растворе. Производители тщательно адаптируют состав под конкретную область применения — будь то столярное дело, упаковка или приклеивание этикеток. Источник
Из чего делают клеи животного происхождения
Традиционные клеи животного происхождения производят из коллагена — белка соединительной ткани, содержащегося в коже, шкурах, сухожилиях и костях. При длительной обработке этих компонентов горячей водой коллаген превращается в желатин, который и выступает в роли клеящего вещества. Мездровый (кожный) клей варят преимущественно из шкур, а костный — из переработанных костей.
Мрачные истории о старых клячах, которых отвозят «на клей», имеют под собой реальную историческую основу: лошади и другой домашний скот веками служили сырьем для этого производства. Однако для изготовления клея вовсе не требуются исключительно старые животные, да и далеко не в каждом современном адгезиве присутствуют животные компоненты. Источник
К этому же семейству относится и рыбий клей. Для его изготовления обычно берут рыбьи головы, кости и кожу, а наиболее тонкие и ценные сорта (осетровый клей) извлекают из высушенных плавательных пузырей. Художники и ремесленники пользовались такими натуральными составами еще с античных времен. Источник
Сегодня некоторые заводы по производству желатинового клея используют вторичный фармацевтический желатин — в частности, остатки производства лекарственных капсул. Компания LD Davis смешивает его с водой, кукурузным сахаром и глицерином. По своему происхождению этот желатин идентичен тому, что входит в состав обычного пищевого желе, однако у технического клея совсем другие пропорции и рецептура. Источник
Животный белок — не единственный клей, который дарит нам природа. Из растительных крахмалов и камедей (гумми) также получаются прекрасные клеящие составы. Большинство природных клеев биоразлагаемы, хотя их устойчивость к влаге и скорость разложения сильно зависят от формулы и условий окружающей среды. Источник
Почему мездровый клей до сих пор популярен
Сухой мездровый клей предварительно замачивают в воде, аккуратно подогревают на водяной бане и наносят горячим при помощи кисти. Остывая, он быстро желируется, а окончательную прочность шов приобретает по мере испарения воды. Коллаген частично расщепляется еще на этапе заводской переработки, но если готовый клей кипятить слишком долго, его свойства безвозвратно ухудшатся. Источник
Хотя животные клеи не обладают водостойкостью, они вовсе не обязательно схватываются медленно. Горячий мездровый клей желируется настолько стремительно, что мастерам музыкальных инструментов приходится действовать буквально за секунды. В готовые жидкие мездровые клеи в бутылках производители вводят специальные добавки, продлевающие время работы. Источники · Titebond
Именно эта чувствительность к теплу и влаге делает его незаменимым в реставрационном деле. С помощью пара и локального нагрева специалисты могут аккуратно расклеить стыки старинной мебели или деки скрипок, сведя к минимуму риск повреждения ценной древесины при разборке. Кроме того, свежий мездровый клей превосходно сцепляется со старым клеевым слоем. Обратимость склеивания — бесценное свойство для музейных экспонатов и музыкальных инструментов, которые в будущем могут потребовать повторного ремонта. Источник
Что входит в состав синтетических клеев
Синтетические клеи создаются на основе искусственно полученных химических компонентов — чаще всего полимеров или мономеров, вступающих в реакцию полимеризации. Аббревиатура ПВА означает поливинилацетат — именно на нем базируются привычный белый канцелярский клей и многие составы для деревообработки. Популярная за рубежом линейка клеев Elmer's также относится к этой синтетической категории. Источник
Другие синтетические клеи действуют по иному механизму. Цианоакрилат выступает действующим веществом суперклея; катализатором его мгновенной полимеризации служат мельчайшие следы влаги на склеиваемых поверхностях. Классическая двухкомпонентная эпоксидная смола состоит из эпоксидной основы и отвердителя: при их смешивании образуется прочная трехмерная полимерная сетка. Существуют и однокомпонентные эпоксидные составы. Источник
Контактный клей чаще всего изготавливают на каучуковой основе. Его наносят на обе склеиваемые детали, дают растворителю испариться в течение указанного времени, а затем крепко сжимают поверхности. Схватывание происходит мгновенно при первом же соприкосновении, поэтому точное позиционирование деталей имеет решающее значение: права на ошибку не будет. Источник
Клеи на основе смол создают прочные водостойкие швы для суровых условий эксплуатации, однако слово «синтетический» вовсе не гарантирует водонепроницаемость или необратимость. Так, водорастворимые клеи легко размягчаются под действием влаги. Обычный термоклей разжижается при нагреве и застывает при охлаждении, но его можно расплавить снова. Затвердевшая же эпоксидная смола так себя не ведет: она термореактивна и повторному плавлению не подлежит. Источник
Как клей соединяет материалы
Надежное клеевое соединение держится на двух базовых физических явлениях: адгезия удерживает клей на поверхности материала, а когезия обеспечивает целостность самого слоя клея. Если дает сбой хотя бы один из этих факторов, шов неизбежно разойдется. Большинство клеев переходят из жидкого или полужидкого состояния в твердое за счет испарения растворителя, охлаждения или химических реакций отверждения. Источник
Человечество успешно применяло эти законы физики задолго до того, как открыло полимеры. Одни из самых ранних следов клеящих веществ — остатки березового дегтя на каменных орудиях труда, созданных около 200 000 лет назад. А древние египтяне использовали животные клеи при изготовлении деревянной мебели еще более 4000 лет назад. Источники · Древнеегипетская деревообработка
Технология склеивания тесно переплетается и с живописью. Красная охра, украшающая наскальные росписи, служила наполнителем в составе некоторых доисторических клеев, хотя сама по себе клеем не является. Средневековые художники-иллюминаторы использовали яичный белок (гляр) для связывания пигментов, а книжные переплетчики с его помощью крепили сусальное золото при золочении. В обоих случаях клейкие белки яйца надежно фиксировали красящие частицы или тончайшую металлическую фольгу. Источники · Исследования адгезивов · Материалы рукописей · Золочение
Настоящий расцвет синтетических клеев начался после Второй мировой войны — особенно бурно отрасль развивалась в 1950-х и 1960-х годах. Сегодня выбор подходящего клея по-прежнему сводится к точному подбору химического состава под склеиваемые материалы и условия, в которых предстоит держаться соединению. Источник
Этот материал подготовлен с использованием технологий искусственного интеллекта, после чего проверен и отредактирован научным редактором HowStuffWorks.
