За последние десятилетия химическая промышленность значительно усовершенствовала выпускаемые клеящие материалы. Раньше в основном использовали клеи для дерева, гуммиарабик для бумаги и мучной клейстер для обоев. Клеи использовались для соединения лишь очень немногих материалов. В настоящее время появилась возможность склеивать самые разные материалы, причем прочность соединения при выборе нужного клея и соблюдения правил обработки склеиваемых поверхностей сохраняется годами и десятилетиями. Совсем необязательно использовать дюбели и шурупы там, где можно приклеить, например, крючки на бетонную стену и шарниры на дверцы шкафа, но это сделать не так уж и просто. Для прочности склеивания наряду с правильно выбранным клеем необходима соответствующая подготовка, которую на практике часто выполняют совсем не так, как советует теория. Кроме того, слишком мал опыт работы с современными клеями, чтобы определить долговечность клеящих материалов. Склеенные материалы могут держаться очень долго, хотя точное время и неизвестно, причем по месту склейки невозможно определить, сколько времени прошло после склеивания. Зато ясно видно, как ржавчина разъедает винты и они выпадают из древесины, а также ослабевают дюбели в каменной кладке. К сожалению, имеется очень важный аргумент против применения многих современных клеев — это содержание в них вредных для окружающей среды веществ. В данной статье дан обзор различных видов клеев, их характеристики и техника обработки склеиваемых поверхностей.
Механизм действия клеящих веществ Когезия и адгезия Механизм действия клеящих веществ основывается на когезии, т. е. силе притяжения между молекулами клеящего вещества. Это относится и к сцеплению клеящих веществ с изделием, которое зависит от разных причин. Под адгезией понимают прилипание друг к другу твердых тел (и жидкостей) вследствие взаимного притяжения молекул различных веществ. Действие этих сил особенно эффективно при тесном соприкосновении. Для этого клей должен быть по возможности очень жидким, что достигается тремя различными способами: • растворением клеящего вещества в жидком растворителе (клей, приготовленный на основе искусственных смол, содержащий растворитель); • распределением нерастворимого клеящего вещества в виде мельчайших частиц в воде (дисперсионный клей); • плавлением клеящего вещества (расплавленный клей). Растворители и вода при твердении клея испаряются, а расплавленный клей вновь твердеет при нормальной температуре окружающей среды. Прочность сцепления может быть обеспечена лишь в том случае, когда склеиваемые поверхности очищены от грязи и жира, которые препятствуют взаимодействию клея с поверхностью заготовки, поэтому очистка склеиваемых поверхностей имеет очень большое практическое значение.
Механическое крепление (соединение) Прилипаемость клеящего вещества к изделию требуется тогда, когда приклеивание происходит за счет механического защемления клея в невидимых невооруженным глазом порах и в мельчайших неровностях на поверхности изделия.
Химическая «сварка» Склеивание синтетических материалов основывается на том факте, что их строение приближается к строению синтетических смол, находящихся в клеящем веществе или даже соответствуют им. Благодаря растворителю, содержащемуся в клее, вещество на поверхности изделия (искусственного материала) растворяется, так что молекулы синтетических компонентов изделия связываются или химически взаимодействуют с молекулами синтетических компонентов клея (диффузионный клей). Об адгезии в данном примере речь не идет.
Растворители Растворители в определенной степени вредны для здоровья и огнеопасны. Клеи, содержащие растворители, как и клеи, при работе с которыми необходимо дополнительно использовать растворители, например для очистки склеиваемой поверхности, следует применять только в том случае, если другое механическое соединение невозможно. Работать с растворителями можно только в хорошо проветриваемом помещении.
Клеящие вещества и подобные им материалы Классификация клеящих веществ с различных точек зрения требуется для того, чтобы лучше понять, что скрывается за многочисленными их обозначениями.
Клеи для дерева Раньше клеящие вещества изготавливали из природных смол и соков растений. Клейстер готовили из картофельного крахмала, казеиновый клей — из творога, животный клей — из шкур, сухожилий, хрящей и костей животных. Последний вид клея известен в качестве классического столярного клея, выпускаемого в форме плиточек, шариков, хлопьев и порошка. Вначале этот клей долго вымачивают в воде, затем нагревают на водяной бане и наносят на хорошо разогретую древесину. В настоящее время эти клеи используют очень редко, так как на смену им пришли синтетические искусственные клеи, которые благодаря их цвету называются белыми клеями. Их в основном применяют для тех же целей, что и столярный клей, но в отличие от столярного их называют холодными клеями. Широко применяется дисперсионный клей ПВА, для изготовления которого поливи-нилацетат диспергируется в водном растворе. Наиболее известные клеи для холодной склейки — это Пональ (Ponal) фирмы Henkel и Уху-Колль (Uhu-Koll) фирмы Uhu. Они предназначены для склеивания древесины, кожи, войлока, пробки и тканей, наклеивания бумаги и фотографий на деревянные изделия. Клеи для холодной склейки выдерживают температуру до 80°С и устойчивы к влажности. Особенно следует упомянуть клей на основе смолы каури (синтетический клей в виде порошка), к которому подмешивают специальный закрепитель. Это абсолютно водоустойчивый и жаростойкий клей.
Клеи Все клеящие материалы на основе искусственной смолы, за исключением клеев типа Leim, предназначенных для склейки древесины, называются просто клеями. Искусственные смолы изготавливают синтетическим способом из химических компонентов, добываемых из угля и нефти.
Замазки и шпатлевки Основу этих материалов составляют клеи, в которые вводят наполнители. Они предназначены для заделки отверстий, щелей и швов в различных изделиях, для создания гладкой поверхности, а также чаще всего в качестве грунтовки перед нанесением покрытий. Для этой цели замазки и шпатлевки должны обладать хорошей клеящей способностью к различным изделиям и при высыхании не должны трескаться и давать усадку. Пока еще не существует универсальной замазки и универсальной шпатлевки: не каждое отверстие даже в бетоне удается качественно замазать. Замазку и шпатлевку после высыхания подвергают тщательной обработке, как само изделие, в том числе шлифуют.
Материалы, подобные клеящим веществам Они имеют много общего со шпатлевками. Растворы для скрепления камней тоже выполняют функцию клея. Раствор схватывается с камнем и после высыхания образует прочное надежное соединение. Краски, нанесенные на основу, образуют прочную пленку, защищающую выкрашенное изделие от воздействия окружающей среды.
Виды клеящих веществ и возможности их применения Знание химической структуры и механизма действия клеящих веществ помогает правильно сориентироваться при выборе клея. Нужно не просто верить рекламе изготовителя, но и самостоятельно оценивать, какой клей предназначен для каких целей, а также учитывать его вредные воздействия на здоровье человека и окружающую среду.
Дисперсионные клеи Дисперсионные клеи состоят из мельчайших частиц искусственной смолы, не растворимых в воде и находящихся в водном растворе во взвешенном состоянии. Консистенция клея варьирует от очень густой до пастообразной. Как правило, перед обработкой клей имеет молочно-белый цвет. После испарения воды он полимеризуется и становится почти прозрачным. Избыток клея до затвердения следует удалить влажной тряпкой, так как после этого клей уже водонерастворим. Чтобы нанесенный клей мог отвердеть, вода из клеящего вещества должна либо перейти в изделие, либо испариться через стыки склейки. Из этого следует, что дисперсионные клеи преимущественно должны применяться для склейки древесины, бумаги, картона, обоев, тканей и ковров, т. е. материалов, впитывающих или пропускающих влагу, а также для приклеивания плиток. Эти клеи предназначены для склейки больших поверхностей. Время обработки зависит от скорости испарения воды, которая повышается с ростом температуры.
Клеящие вещества, содержащие растворители В данном случае речь идет о растворении искусственных смол в растворителях, после испарения которых искусственная смола образует вязкую клейкую пленку. Эти клеи не выдерживают больших нагрузок, потому что во время их нанесения растворитель быстро улетучивается. Такие клеящие средства не пригодны для больших площадей. При небольших склейках их можно использовать для любых изделий, за исключением определенных искусственных материалов, разрушаемых или растворяемых растворителями. К недостаткам этих клеев следует отнести их вредное воздействие на здоровье человека. Поэтому их применяют только в том случае, если нет другого подходящего клеящего средства. Кроме того, пары растворителя легковоспламенимы, поэтому при большом количестве растворителя следует обязательно работать в хорошо проветриваемом помещении. Универсальные клеи относят к клеящим средствам, содержащим растворители. Их наносят таким образом, чтобы впоследствии недостатки склейки можно было скорректировать. Контактные клеи в большинстве случаев содержат растворители. Контактный клей наносят на обе склеиваемые поверхности. Как только большая часть растворителя испарится (в среднем через 10 минут, более точно это можно определить пальцем), обе части плотно прижимают друг к другу. При склеивании контактным клеем детали следует прижимать с максимальной точностью, так как последующая корректировка невозможна. Особо следует упомянуть современные желеобразные клеи, такие, например, как «Гриниц» (Grienits) — контактный клей, не образующий капель и обладающий большой клеящей способностью. В данном случае склеиваемые детали можно впоследствии скорректировать, если они не были точно подогнаны друг к ДРУГУ- Контактные клеи приемлемы практически для всех изделий, особенно для склеивания непористых материалов, а также склеивания изделий поверхностями. Сварочные клеи — это специальные клеи для синтетических материалов, которые своей клеящей способностью обязаны тому, что их растворитель способен растворять синтетические материалы. Клей растворяет поверхность такого материала, и при соединении таких поверхностей частицы синтетического материала за счет молекулярной сшивки создают практически неразделимое клеевое соединение — процесс, подобный сварке. Применяются такие клеи для склейки предметов домашнего обихода из пластика, а также твердых и мягких пластмасс. «Жидкий металл» — это вид клея на виниловой основе, состоящий из синтетической пасты и металлического порошка. Жидкометаллический клей используют так же, как замазку, в виде «жидкой стали» и «жидкого алюминия». Холодной сваркой называют любую методику склеивания, которая позволяет выполнять соединение металлов, которые можно соединять, кроме того, лишь пайкой или сваркой. Речь идет не о сварке в прямом смысле этого слова, а о соединении клеящим веществом, известным как «жидкий металл», независимо от того, на какой основе изготовлен этот клей. Основным компонентом жидкого металла служит синтетический материал, к которому добавлено значительное количество металлического порошка, так что после отверждения клей выглядит как металл. Кроме того, наличие частичек металлического порошка значительно повышает прочность сцепления. С помощью такого клея можно склеивать, герметизировать и ремонтировать не только сталь и алюминий, но и надолго скреплять любые твердые материалы. После отверждения ремонтную массу можно строгать. «Жидкая эмаль» — это торговое название материала на акриловой основе, выпускаемого всевозможных цветов (в тюбиках), который предназначен для небольших работ по восстановлению эмали ванн.
Двухкомпонентные клеи на основе эпоксидных смол Эта важная группа клеящих средств, не содержащая растворителей, состоит из связующего вещества (искусственной смолы) и отдельно хранящегося отвердителя, или активатора. Связующее вещество очень густое, почти пастообразное. Отвердитель может быть жидким или поставляться в виде порошка. Если оба компонента (связующее и отвердитель) соединяют, то происходит химическая реакция, которая в зависимости от возникающей при этом температуры менее чем за 20 минут приводит к отверждению клея, который приобретает достаточно высокую начальную прочность склеивания. Окончательную прочность сцепления клей набирает лишь спустя несколько часов. Перед нанесением следует, согласно инструкции, либо смешать в соответствующей пропорции связующее и отверди-тель, либо поступить как с «не смешивающимся» клеем, т. е. смолу нанести на одну деталь, активатор на другую, так чтобы при соединении оба компонента могли войти в контакт друг с другом. Основная область применения этого клея — непористые материалы всех видов, которые необходимо прочно и надежно склеить. Для синтетических материалов данные клеи непригодны. Эпоксидную смолу можно армировать стекловолокном, что позволяет решить самые трудные задачи по ремонту, например, автомобильных кузовов. Существуют также двухкомпонентные клеи с высокой долей металлического порошка, предназначенные для «холодной» сварки.
Однокомпонентные — реактивные клеи на основе акрилоникрила Речь идет о клеях, не содержащих растворителей, которые моментально схватываются на воздухе, как, например, клей «Момент». Эти клеи применяют только для склеивания небольших поверхностей. Такие реактивные клеи предназначены для высокопрочных соединений непористых материалов, таких, как металл, фарфор, керамика (но не стекло), а также синтетических материалов и резины. Предварительно очистив от грязи поверхность, наносят тонкий слой клея. Следует избегать попадания клея на кожу и особенно в глаза. Удаление гчлея с пальцев производят с помощью ацетона. Домашний мастер, зная особые свойства реактивных клеев, предназначенных главным образом для промышленности, может их очень эффективно использовать.
Плавящиеся клеи Искусственную смолу в виде стержня или патрона вводят в специальный пистолет, в котором она плавится при f~250— 300°С, и в виде жидкого клея ее вносят в стык. После охлаждения получается очень прочное клеевое соединение. Плавящиеся клеи можно использовать для всех материалов, не изменяющихся от воздействия горячего клея. Места склейки или клеевые швы можно выровнять путем повторного нагревания. Фирмы-изготовители поставляют клеящие стержни самых разных цветов для всевозможных материалов. Преимущество плавящихся клеев состоит в том, что они не усыхают и не изменяют своих свойств. Оклейку фанерой, пленкой и окантовку изделий выполняют плавящимися клеями при помощи утюга.
Изоляционная пена из полиуретана Такую пену используют в качестве клеевого изолятора или заполнителя при установке, например, дверей и оконных рам. Выходя из распылителя, вспенивающийся материал увеличивается в объеме в 3—4 раза, заполняя все пустоты и щели. Излишек пены после ее отверждения (через 20—24 часа) срезают.
Строительные клеи Речь идет о клеящих средствах на основе цемента, обеспечивающего адгезионную прочность, в которые подмешивают искусственную смолу для улучшения сцепления с поверхностью. В зависимости от вида строительного клея или клеящего раствора используют различные заполнители, наиболее употребляемый из которых — кварцевый песок.
Обойный клейстер из производных целлюлозы В данном случае речь идет о клеящих веществах специально для оклеивания обоями и об изготовлении клеевых красок, которые будут описаны ниже.
Клейкие ленты Клейкие ленты из синтетической пленки, используемые как в домашнем хозяйстве, так и в канцелярской работе, для долговечных соединений непригодны, так как слой клеящего вещества высыхает, клейкая лента становится ломкой и через некоторое время разрушается. Тканые и бумажные клейкие ленты предназначены для защитного покрытия (например, оконных или дверных рам) во время малярных работ. После окрашивания эти ленты снимают, в результате чего остаются четко выраженные границы окраски. Такие ленты служат также для защиты мебели и полов при малярных работах. Двусторонние клеящие тканевые полосы используют для склеивания стыков при укладке ковровых покрытий, а также в качестве монтажных лент.
Технология склеивания Клеящее вещество следует по возможности равномерно и тонким слоем нанести на очищенную поверхность. При небольших объемах склеивания клей удобно наносить наконечником тюбика с клеем, при склеивании больших поверхностей используют кисточку или зубчатый шпатель из искусственного материала или металла (только не для белого клея — изменится цвет) с крупными и мелкими зубцами. Напылением клея из распылителя можно наклеить на гладкие поверхности мягкий материал (фотографию, бумагу, пенопласт, ткань, войлок). Для клеящих стержней необходимо использовать клеящие пистолеты (рис. 1).
Рис. 1 Клеящий пистолет (фирмы Bos-tik). Стержень из клея при нагревании становится жидким.
Рабочие инструменты после употребления дисперсионного клея следует очистить механическим способом, прежде чем клей затвердеет, и основательно промыть водой. Жизнеспособность клея — это отрезок времени, в течение которого клей пригоден к работе. Время схватывания — это время, продолжающееся от момента нанесения клея до полного затвердевания. Затвердевание может происходить настолько быстро, что соединенные элементы больше не удается скорректировать. Жизнеспособность и время схватывания клея обычно указываются в инструкции по применению. Время схватывания можно значительно сократить за счет повышения температуры. Мелкие предметы можно поместить в духовку, либо использовать фен или обогреватель. Прочность склейки зависит от точной фиксации склеиваемых элементов. В трудных случаях, например при склейке разбитой вазы, отдельные ее части фиксируют клейкой лентой, которую после затвердевания снимают. Чем меньше корректируют склеиваемые детали, тем лучше; в некоторых случаях такие поправки невозможны, например при использовании клеев типа «Момент» или многих двухкомпонентных клеев. Наряду с выбором нужного клея решающее значение для прочности сцепления имеет очистка склеиваемых поверхностей. Между поверхностью изделия и клеем не должно быть инородных тел. Чем меньше место склейки, тем тщательнее должно быть оно очищено. Например, бетон и строительные камни основательно очищают щеткой; металл очищают от ржавчины, с древесины удаляют старые покрытия и остатки клея; масла и жиры удаляют универсальными очистителями, промывочным бензином или ацетоном, пыль вытирают тряпкой. При склеивании мелких деталей даже после очистки не следует касаться поверхности пальцами, так как даже следы пота препятствуют качественной склейке. Склеивание древесины и фанеры описано в других разделах.
Как выбрать клей? Для каждого материала существует свой клей. Хорошее качество клеящих средств, предлагаемых изготовителями (например, фирмами Uhu, Henkel, Praktikus, Locite, Bindulin, Technicole и пр.); домашнему мастеру совсем небезразлично. Поэтому нельзя рекомендовать какой-то определенный клей, следует лишь указать на то, какой клей можно применять для какого изделия (материала). Об экзотических комбинациях, как, например, обои на металле или кожа на керамике, речь не пойдет. В целом можно только порекомендовать специальные клеи для специальных материалов и отказаться от клеев, содержащих растворители (универсальные клеи). Итак, рекомендуем следующие комбинации:
Обои: клейстер. Бумага, картон: гуммиарабик, клейстер. Бумага и картон с деревом: деревянный клей, для склеивания особых поверхностей — контактный напыляемый клей. Ткани, войлок, кожа: контактный (напыляемый) клей, если изделия коробятся, для плотных тканей -— деревянный клей. Синтетические материалы: твердый и мягкий ПВХ; пластмасса в быту — сварочный клей. Жесткий пенопласт (Styropor): специальный напыляемый клей. Мягкий пенопласт (Moltopren): специальный напыляемый клей. Резина: контактный клей, клей «Момент». Стекло: специальный клей. Дерево, древесные материалы: деревянный клей, плавкий клей. Непористые материалы, такие, как металл, фарфор, керамика, камень: двухкомпонентный клей, плавкий клей. Кроме того, домашний мастер должен иметь следующие клеящие средства: • гуммиарабик для простой склейки бумаги; • клейстер для обоев; • контактный напыляемый клей для склеивания особых поверхностей бумаги, картона, всех видов тканей, кожи; • специальный клей для жесткого пенопласта, мягкого пенопласта и стекла; • специальный сварочный клей для искусственных материалов; • деревянный клей для дерева и древесных материалов всех видов; • двухкомпонентный клей для всех непористых материалов; • контактный клей в качестве «универсального», за исключением искусственных материалов.
Главная 
Большинство рисунков и чертежей, на сайте, при клике на них мышкой - откроются в новом окне, в полный размер!
