Клеи

Определение "Клеи" в Большой Советской Энциклопедии

Клеи, 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 Клеи 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 Клеи 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 Клеи К неорганическим Клеи 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 Клеи относятся композиции на основе природных и синтетических полимеров. В производстве Клеи 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. Клеи на основе природных полимеров применяют для склеивания древесины, бумаги, кожи, текст, материалов и т.д. Эти Клеи обладают невысокой устойчивостью к действию микроорганизмов и воды. В крупнотоннажном производстве они в значит, мере вытесняются синтетическими Клеи Для изготовления синтетических Клеи используют большинство синтетических полимеров, производимых в промышленном масштабе. Эти Клеи 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 Клеи изготовляют на основе кремнийорганических, борорганических, металлоорганических и других полимеров. Клеи 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 Клеи 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 Клеи, обладают хорошей устойчивостью к длительному воздействию бензина, минеральных масел и алифатических растворителей. Клеи 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 Клеи

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

		Условия склеивания			Свойства клеевых соединений
Тип клея	Склеиваемые материалы	темп-ра, °С	время, ч	избыточное давление, Мн/м2 (кгс/см2)	прочность при сдвиге при 20°С для металлов, Мн/м2 (кгс/cм2)	теплостойкость, °С
Синтетические термореактивные клеи
Феноло-формальдегидный	Древесина, фенопласты, графит	20 50—60	4—6 0,5—1,5	0,2—0,4 (2—4)	10—15 (100—150)	75—100
Фенольно-каучуковый	Металлы, термореактивные пластики, силикатные стекла	150—200	1—2	0,8—2 (8—20)	15—25 (150—250)	200—300
Фенольно-поливинилацетатный	Металлы, пластмассы, керамика и др.	140—200	0,5—1,0	0,8—2 (8—20)	15—30 (150—300)	200—250
Эпоксидный	Металлы, неметаллические материалы	20 120—200	24 0,5—0,7	0,03—0,3 (0,3—3,0)	10—30 (100—300)	60—125
Полиэфирный (на основе ненасыщенного полиэфира со стиролом)	Металлы, неметаллические материалы	20 80	24 0,5	контактное	7,5—12,5 (75—125)	60—125
Полиуретановый	Металлы, неметаллические материалы	20 100	24 4	0,05—0,5 (0,5—5)	10—20 (100—200)	75—125
Резиновый (на основе полихлоропрена)	Резины, неметаллические материалы, металлы, стекло	12	24	0,02 (0,2)	1,3а (13)	50—60
Карбамидный (мочевиноформальдегидный)	Древесина	20	4-6	0,1—0,5 (1,0—5,0)	10—13б (100-130)	75—125
Кремнийорганический	Металлы, неметаллические материалы	150—250	1—3	0,3—0,8 (3—8)	10—17,5 (100-175)	350—1200
Синтетические термопластичные клеи
Карбинольный	Металлы, керамика, пластмассы	20	24	0,15 (1,5)	10—15 (100—150)	50—60
Полиакриловый	Неметаллические материалы, металлы	20 80	24 4—6	0,01—0,3 (0,1—3)	15—25 (150—250)	60—100
Полиамидный	Неметаллические материалы, металлы	150		0,1—0,5 (1,0—5,0)	15—25 (150—250)	50—60
Поливинилацетатный	Бумага, кожи, ткани, пластические массы	20	1 0,5—1	контактное	5—12в (50—120)	60
Перхлорвиниловый	Пластифицированный и непластифицированный поливинилхлорид, ткани, пластмассы	20	6—24	0,01—0,3 (0,1—3,0)	4—8г (40—80)	60
Полибензимидазольный	Металлы, стеклопластики	150—350	3—5	1,5—4,0 (15—40)	15—30 (150—300)	350—540
Полиимидный	Металлы, стеклопластики	180—315	1,5—8,0	0,14—0,3 (1,4—3)	15—30 (150—300)	300—375
Природные клеи
Казеиновый	Древесина, бумага, кожа, ткани	20 60	48 12	0,3—1,5 (3—15)	6—8б (60—80)	50
Глютиновый (столярный)	Древесина	20	48	0,3—1 (3—10)	5—8б (50—80)	50

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

По функциональному назначению Клеи подразделяются на конструкционные, неконструкционные и специальные. К конструкционным Клеи 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 Клеи этой группы: достаточно высокая прочность при различных видах нагружения в интервале температур эксплуатации изделия, отсутствие ползучести под действием длительной нагрузки и т.п. Неконструкционные Клеи — 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 Клеи относят композиции, обладающие дополнительными функционально важными свойствами, например токопроводящие Клеи, оптические Клеи, медицинские Клеи и т.п.

Основное достоинство Клеи — простота технологии и малая трудоёмкость их применения. Клеевые соединения обладают высокой прочностью, вибростойкостью, герметичностью и другими ценными показателями, что обусловливает всё возрастающие масштабы применения Клеи в различных областях народного хозяйства и быту. Широкий ассортимент современных Клеи 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.