Клеи
Клеи (клей) — растворы, иногда расплавы органических высокомолекулярных веществ, природных или искусственных, применяемые для скрепления между собой различных материалов. В готовом виде к середине шестидесятых годов клеи представляли собой густые, вязкие жидкости обладающие способностью при нанесении их тонким слоем образовывать в результате испарения растворителя, нагревания или химических реакций твёрдую плёнку, прилипающую к поверхностям соединяемых материалов и взаимно их связывающую.
По своим физико-химическим свойствам клеи — сложные высокомолекулярные соединения группы лиофпльных коллоидов, которые можно разделить на две основные подгруппы, на гидрофильные коллоиды, хорошо растворимые в воде и не растворимые в органических растворителях костный и мездровый клей, казеин, декстрин, крахмал, желатин, агар-агар и т д.), и олео-фильные коллоиды, хорошо растворимые в органических растворителях и не растворимые в воде (синтетические клеи). В соответствии с этим по водостойкости клеи подразделяются на высоководоупорные, водоупорные и неводоупорные. Высоководоупорные клеи выдерживают воздействие даже кипящей воды без заметного снижения показателей прочности по склеиванию (фенолформальдегидные смолы); водоупорные клеи под действием воды незначительно снижают прочность склеивания (альбуминовый клеи и мочевинные смолы); неводоупорные клеи не выдерживают воздействия воды (казеиновые, аммиачные клеи).
По своему происхождению клеи могут быть классифицированы на пять основных групп: а) растительные, б) животные, в) минеральные, г) синтетические и д) комбинированные (смешанного типа).
Клеи растительные и животные были известны еще в глубокой древности; синтетические клеи появились с развитием промышленности пластических масс. По прочности склеивания и универсальности применения синтетические клеи имеют большие преимущества перед натуральными; к тому же они не разрушаются плесневыми грибками и в большинстве случаев водостойки.
Клеи растительные применяются в виде растворов и затвердевают при испарении растворителя. Они получаются: из корней и плодов растений (картофельный, кукурузный и рисовый крахмал, декстрин, пшеничная и ржаная мука, клей из семян чины, вики, клещевины, сои, жмыха, шрота и т. д.) и из соков стволов деревьев и растений (гуммиарабик, резиновый, пектиновый клей, агар-агар, клей из сульфитных щёлоков и др.).
Клей крахмальный (клейстер) — характерная студенистообразная клеящая масса. Получается при воздействии, на пшеничную и ржаную муку или крахмал (15%) горячей воды определенной температуры (85%). Температура клейстеризации различных крахмалов приведена в таблице ниже.
Крахмальный клей применяют в спичечном, текстильном, обувном, картонажном и переплётном производствах, при наклейке этикеток, обоев, при фотоработах, изготовлении конвертов, канцелярского клея.
Температура клейстеризации различных крахмалов
Клей декстриновый получают путём нагревания крахмала с небольшим количеством соляной или азотной кислоты. Декстриновый клей отличается от крахмального хорошей ратворимостью в холодной воде, а также тем, что сохраняет при стоянии жидкую консистенцию.
Растительные клеи получают также из белков, находящихся в семенах растений, а также в жмыхах и шротах (отходы после удаления масла) различных масличных и некоторых бобовых растений. Из морских водорослей получают клей агар-агар (альгиновые кислоты), который применяется в кондитерском производстве при изготовлении мармеладных желе. Из соков растений и деревьев получают: гуммиарабик — соки аравийских и африканских акаций, вишнёвый клей — сок вишнёвого дерева, гуммитрагант — камедь — сок сибирской лиственницы, натуральный каучук — сок каучуконосов (кок-сагыза, крым-сагыза, тау-сагыза, хондриллы), гуттаперчу и т. д. Эти клеи применяются при изготовлении акварельных красок, в текстильном производстве, в полиграфическом, ликёро-водочном и резиновом производствах и для других технических целей, а также в качестве конторского клея. Из свекловичного жома, после выщелачивания из него сахара, получают пектин, который применяется как конторский клей для склеивания бумаги, картона и т. п.
Клеи животные широко применяются в столярном деле, при производстве фанеры и т. п.; их склейки обладают хорошей механической прочностью. К животным клеям относятся: глютиновые (коллагеновые) — мездровый, костный, рыбий (эти клеи в обиходе известны под названием столярного клея), желатин и др., а также казеин и альбумин.
Клеи глютиновые (коллагеновые) образуются из коллагена, содержащегося в нижнем подкожном слое (мездре) шкур, сухожилиях и костях животных; в чешуе, плавательных пузырях, плавниках и костях рыб под действием воды или разбавленных кислот. Коллаген и глютин, как и другие белковые вещества, при погружении в воду сильно увеличиваются в объёме, поглощают большое количество воды, после чего переходят в клеящие растворы. Рабочие растворы глютиновых клеев приготовляются путём замачивания клея в воде с последующим его растворением при перемешивании и нагреве до 60-70°. Глютиновые клеи широко применяются в производстве фанеры, для малярных, столярных, переплётных и других работ.
Клей казеиновый (от лат. caseus — сыр) имеет в своей основе высокомолекулярное белковое вещество — фосфопротеид который образуется из казеиногена (продукт секреции молочных желёз) при свёртывании молока под действием кислот (молочной, уксусной, сернокислой, соляной) и сычужного фермента. При подкислении обезжиренного молока кислотами получается кислотный казеин, а при обработке его сычужной закваской — сычужный казеин. Казеин не растворяется в органических растворителях (спирте, эфире), в воде набухает; хорошо растворим в водных растворах щелочей и солей слабых кислот (буре, углекислом калии и натрии). Он входит в состав пищевых продуктов, является основной частью творога и сыра и хорошо усваивается организмом, в связи с чем применяется в медицине и пищевой промышленности для изготовления богатых белком и легко усваиваемых пищевых и лечебных препаратов. Казеиновый клей, изготовленный с применением солей щёлочных металлов (калия и натрия), сохраняет вязкую консистенцию при долгом хранении, высохшая плёнка его растворяется в воде.
Казеиновый клей, изготовленный с применением солей щёлочно-земельных металлов (кальция), затвердевает через несколько часов и
превращается в нерастворимую в воде массу. Казеин применяется как клеящее вещество в фанерном производстве, для малярных и переплетных работ и при изготовлении казеиновых красок и галалита, для склеивания бумаги, древесины, кожи, стекла, фарфора, текстильных изделий и т. п.
Клей альбуминовый имеет в своей основе альбумин — простейшее белковое вещество, выделяемое из сыворотки крови и молока животных, белка яиц и семян растений. В зависимости от способа обработки сыворотки крови промышленностью вырабатывается альбумин светлый технический и альбумин чёрный технический (см. Клей альбуминовый).
Светлый альбумин применяется в текстильной промышленности, кондитерском производстве, при изготовлении лечебных препаратов; тёмный альбумин и фибрин — для изготовления клееной фанеры, склеивания древесины. Яичный альбумин получается из белка яиц и применяется в кондитерском производстве, при осветлении вин и т. п.
Все растительные и животные клеи разрушаются плесневыми грибками и малоустойчивы к воде.
Клеи минеральные. В эту группу входит силикатиый клей (жидкое стекло), получаемый в виде водного раствора из силикат-глыбы (жидкое натровое стекло) или силиката калия (жидкое калиевое стекло). Жидкое стекло применяется в качестве клеящего, вяжущего и пропитывающего материала в различных отраслях народного хозяйства, в строительном деле, при производстве огнестойких (силикатных) красок, кислотостойких замазок, в текстильной промышленности для утяжеления шелка и других технических целей, в качестве конторского клея.
К этой же группе относятся клеи под общим названием силиконы (кремнеорганические смолы) — высокомолекулярные и высокополимерные продукты, получаемые из кремния или четырёххлористого силиция, в виде бесцветных или желтоватых продуктов, растворённых в органических растворителях (спирте, ацетоне, дихлорэтане и др.). Селиконы применяются для склеивания слюды, стекла и других материалов.
Клеи синтетические — смоляные клеи, цолучаемые из фенольно-формальдегидиых, карбамидных, меламиповых и других смол, а также эфиров целлюлозы, и резиновые клеи на основе синтетического каучука и смешанных синтетических смол. Советские клеи могут быть подразделены на три основные группы: клеи на основе конденсационных смол, клеи на основе полимеризационных смол и клеи на основе эфиров целлюлозы. По отношению к растворителям эти клеи подразделяются на спирторастворимые (БФ-2, БФ-3, БФ-4, БФ-5, БФ-6 и др.), водорастворимые (смола С-1 и др.) и эмульсионные.
Клеи на основе конденсационных смол. Клеящая способность этих клеев основана на переходе легкоплавких и растворимых продуктов неполной конденсации в нерастворимые продукты с высокой температурой плавления; причём процесс затвердевания происходит при нагревании или под действием химических реагентов, обычно под некоторым давлением, и состоит в завершении процесса поликонденсации. Склейки стойки к нагреванию, воздействию воды и плесени. Клеи этой группы применяются для склеивания фанеры, деревянных и волокнистых материалов, металла, фибры, пластмасс и других материалов.
Клеи на основе полимеризационных смол представляет собой главным образом поливиниловые эфиры, полиакрилаты и полиметакрилаты; применяются в виде растворов в ацетоне, уксусно-этиловом эфире и т. д.; в виде сиропов, частично полимеризованных смол, а также твёрдых плёнок полимеров. Затвердевание жидких клеев происходит при испарении растворителя, сиропов — завершением полимеризации. Клеи этой группы не стойки к нагреву и растворителям; их склейки водоупорны и плеснеустойчивы. Они применяются для склеивания разнородных материалов: бумаги, металлов, пластмасс, стекла, тканей, ковров, древесины и т. д.
Клеи на основе эфиров целлюлозы довольно разнообразны. Главной особенностью плёнок этилцеллюлозы является сохранение эластичности свойств при низких температурах. Нитроклеи, получаемые из коллоксилина путём обработки его азотной кислотой с последующим растворением нитроэфира целлюлозы и других смол в органических растворителях, горючи, огнеопасны и требуют при применении хорошей вентиляции, во избежание образования взрывчатых смесей с воздухом; они плеснеустойчивы, однако имеют ограниченную водостойкость. Водные растворы метилцеллюлозы заменяют гуммиарабик, крахмальный и декстриновый клеи. Процесс склеивания происходит за счёт испарения растворителя и получения твёрдых плёнок на склеиваемых плоскостях. Описание отдельных видов синтетических клеев— см. Клеи синтетические.
Клеи комбинированные — смеси клеев животного происхождения с растительными или др. К этой группе относятся клеи гусеничный, казеиново-фосфатный, синдетикон, «Универсал» и др. Они применяются для склеивания древесины, бумаги, картона, тканей, фарфора, стекла и для других технических целей, для борьбы с вредителями растений и т. п.
Группировка клеев по применению
Упаковка, маркировка и хранение
В ящиках, х.-б. мешках, крафт-мешках выпускались: клеё костный, мездровый; смола СМК-2 (вес 50 кг); крахмал маисовый, пшеничный, картофельный (от 30 до 100 кг и пакеты до 1 кг); клей казеиново-фосфатный (80 кг); клей казеиновый (35—70 кг и пакеты 1, 2, 3 кг). В бочках, бидонах, флягах, бутылках, флаконах и тубах выпускались клеи галерта разных видов (150—250 кг); клей контактный (100 кг), клей рыбий жидкий (до 250 кг и бутыли 40 кг); клей смола СМ С-1, С-1, Б-10, АМК, ЛК-1, X ВК 2а, ФР-12 (до 200 кг и бутыли 40—5(: кг); БФ-2, БФ-3, БФ-4, БФ-5, БФ-6 (бочки, бутыли 40 кг и тубы 50 г); клей гликон синдетикон, «Универсал», стабилин, клей фотографический, конторский, силикатный и казеиновый жидкий (бутыли, бидоны до 40 кг, бутылки и флаконы до 0,7 л и тубы до 100 г).
На упаковке указывались завод-изготовитель вид и сорт клея, вес клея в упаковке, номер партии, дата выпуска, ГОСТ или ТУ.
Нитроклей АК-20, стабилин, резиновые клеи всех марок, нитроглифталевый ЛК-1 хранили в сухих складских помещениях (не отапливаемых огневыми печами), со строгим соблюдением правил противопожарной безопасности, предохраняя от действия солнечных лучей. Все остальные клеи хранились в сухих складских помещениях. Сроки хранения резиновых клеев (кроме резинового товарного) — 3 месяца; АК-20 — год; Б-10 и БФ-6 — 3 месяца; БФ-
2, ФР-12 и БФ-4, клей гликон — 6 месяцев; БФ-3 и БФ-5 — месяц; казеиново-фосфатного — 5 месяцев.
При траиспортировании клеи должны были быть защищены от попадания влаги.
Лит.: 3абродкин А. Г., Химия и технология клеевых веществ, М., 1945; Спаский Н. А., Клей для переплётных работ, М., 1953; Справочник. Химические товары, т. I и II, М., 1954.
Клей "БФ-2"
Клей "Бустилат"
