Клеи

Клеящие вещества выступают, как правило, в жидком виде. Иногда, однако, встречаются в твердом виде, напр. в виде порошка, шариков, штифтов или же вкладышей, образующих шов после расплавления. Их прочность зависит от нескольких факторов: когезии, адгезии, формы и толщины слоя клея, а также от т.н. глубины проникновения в материал клеящего вещества. Главное здесь силы адгезии и когезии, которые влияют на тип и силу химического взаимодействия клея с соединяемыми поверхностями, а также на механическую прочность самого слоя клея. Правильный подбор клея к типу и размеру материалов, которые необходимо соединить, позволяет относительно легко и эффективно склеить их друг с другом.

К основным преимуществам применения клеящих веществ, в отличие от других методов соединения материалов (напр. термическая сварка, механическое крепление), относится способность эффективного распределения напряжений по всему соединению. Среди других преимуществ можно назвать также улучшение эстетики соединения и низкие затраты на механизацию такого процесса.

Методы подготовки поверхности к склеиванию

Для создания прочного шва очень важна правильная подготовка поверхности перед нанесением клея. Выделяют несколько основных методов очистки поверхности, таких как: химическая обработка, абразивная обработка, обезжиривание, покрытие лаком или же т.н. активация поверхности, которая применяется, прежде всего, в случае пластмасс. Одним из основных веществ, используемых для этой цели, является соляная кислота, которая служит здесь в основном в качестве средства для обезжиривания поверхности.

В случае недостаточной подготовки поверхности, мы можем иметь дело с разрывом в разных местах клеевого соединения, на что оказывают влияние силы адгезии и когезии, вызывая трещины внутри шва или же на стыке клея с другой поверхностью. Также и другие факторы, такие как: свет, тепло, механические напряжения, а также растворение клеящего вещества, могут отрицательно повлиять на силу связывания клея.

Клеи – деление, сырье и производство

Клеящие вещества делят в основном в зависимости от метода соединения материалов. Основное деление, которое можно применить, зависит от того, вступает ли данное вещество в химическую реакцию с материалами и вызывает ли отверждение всего шва, а, следовательно, значительное повышение его механической прочности. Другим критерием деления является вид применяемого сырья. В этом случае мы имеем дело с природными клеями (напр. клеи растительного и животного происхождения, которые используются, например, в бумажной и текстильной промышленностях) либо синтетическими, которые имеют самый большой спектр полезных применений. В практике можно выделить много видов синтетических клеев, таких как, например, цианоакрилатные (известные также, как суперклеи), акриловые, полиуретановые, аминные, эпоксидные, силиконовые и многие другие.

Цианоакрилатные клеи

Цианоакрилатные клеи существуют на промышленном рынке уже с 90-х годов. Их широкое применение обусловлено легкостью в применении, быстротой отвердевания при комнатной температуре, стойкостью к воздействию тепла и многих растворителей, а также выраженными свойствами связывания практически любого материала.

Производство этого клея, хотя в теории просто, на практике создает определенные трудности. Сырье, т.е. цианоакрилат и формальдегид, конденсируют в присутствии щелочного катализатора. Полученный полимер затем тщательно высушивают и, таким образом, удаляют из него растворитель. Главной трудностью в этом процессе является склонность мономеров к спонтанной полимеризации, что влияет на ход этапа сушки и дальнейшей обработки полимера.

Акриловые клеи

Основным сырьем для производства акриловых клеев являются акриловые и метакриловые кислоты, а также их основанные на эфирах производные. Другие соединения, такие как, напр. метилметакрилат, обычно используются только в качестве вспомогательных мономеров. Благодаря соответствующему подбору полимеров и мономеров, а также условий процесса полимеризации, можно получить огромную палитру акриловых соединений с клеящими свойствами. Акриловые клеи, как правило, содержат в своем составе специальный активатор, который инициирует процесс отверждения.

Полиуретановые клеи

В этой группе можно выделить однокомпонентные и двухкомпонентные клеи. Первые содержат в своем составе преполимеры и отвердевают под воздействием воды или влаги из воздуха. Для получения соответствующей адгезии, соединение материалов с помощью однокомпонентных клеев обычно осуществляется в специальных прессах под воздействием давления, часто при повышенной температуре, ускоряющей процесс отвердевания. В свою очередь двухкомпонентные клеи содержат две составляющие (полиолы и изоцианаты) и готовы к использованию после смешивания обоих компонентов в соответствующих пропорциях.

Полиуретановые клеи характеризуются очень хорошей адгезией к гладким и пористым поверхностям. Благодаря этому, эффективно соединяют разные материалы, такие как: древесина, бумага, картон, сэндвич-панели. Могут использоваться также в строительной отрасли для склеивания бетона или листового металла. Швы, выполненные с использованием полиуретановых клеев, характеризуются очень хорошей прочностью, также при низких температурах, высокой эластичностью и водостойкостью.

Силиконовые клеи

Силиконовые клеи являются незаменимым материалом, используемым в строительстве, в основном с целью эстетической отделки помещений. Характеризуются эластичностью и адгезией ко многим видам оснований. Они предотвращают износ материалов благодаря равномерному распределению нагрузки, а также снижают затраты на производство, замещая традиционно используемые механические соединения, как, например, болты.

Силиконовые клеи очень универсальны. Позволяют соединять между собой ряд разных материалов, например, металлов с пластмассами или же стеклом. Силиконовые клеи – это в основном кремнийорганические соединения, производимые из песка с консистенцией гели. Одним из главных компонентов высококачественных силиконовых клеев является жидкое стекло, которое образуется в результате реакции диоксида кремния с натровым щелоком. Силиконы, благодаря своим свойствам, эффективно заменили оконную замазку и разные уплотнения в строительной столярке.

Эпоксидные клеи

Эпоксидные клеи, ввиду своей прочности и очень хорошей адгезии ко многим поверхностям, относятся к группе универсальных клеящих веществ с широким применением. Одним из основных компонентов этих клеев является производимый Холдингом PCC нонилфенол. Это смесь изомеров, содержащих в основном п-нонилфенол. Нонилфенол выполняет роль промежуточного продукта в разных производственных процессах.

Эпоксидные клеи своей популярностью обязаны нескольким особенностям:

1. благодаря наличию эпоксидной, гидроксильной, аминной и других полярных групп, обладают высокой адгезионной и когезионной способностями. Это непосредственно влияет на их высокую адгезию ко множеству материалов, таких как: металл, стекло или же керамика. Могут также использоваться для получения смесей с низкой вязкостью, которые позволяют добиться лучшего распределения, смачиваемости и проникновения клея,
2. отвердевают без выделения воды и других химических соединений. Это позволяет связывать их без какого-либо применения силы (давления), благодаря чему их можно применять во время склеивания таких материалов, как металл и стекло,
3. они очень устойчивы к воздействию широкого спектра растворителей,  а, дополнительно, выполняют роль эффективного барьера для тепла и электрического тока,
4. можно модифицировать их время отвердевания путем применения специальных отверждающих средств,
5. во время затвердевания они уменьшаются в очень незначительной степени (всего на 1%), благодаря чему напряжение, возникающее в клее, меньше, а само связывание клея, безусловно, сильнее,
6. обеспечивают наибольшую прочность из всех видов клеев, доступных на рынке.

Предложение Группы PCC для индустрии клеев

Группа PCC является производителем широкого спектра полиэфирных полиолов (серия Rokopol®), которые можно использовать для производства преполимеров, называемых часто однокомпонентными клеями. Они также входят в состав полиольной части в полиуретановых двухкомпонентных клеях. Их можно найти в уплотнителях и эластомерах. В производстве полиуретановых материалов используются разные модифицирующие их свойства вещества, в том числе фосфорные ингибиторы горения, доступные в ассортименте как продукты серии Roflam, а также тепловые стабилизаторы серии Rostabil.

Полиуретановые клеи находят применение во многих отраслях промышленности, в том числе в горнодобывающей, строительстве, автомобильной и мебельной отрасли. В горных выработках с применением клеев PUR уплотняют потрескавшиеся горные массивы. С их применением уплотняют также потрескавшиеся строительные конструкции, укрепляют сильно расслабленные скалы и залежи угля. Это позволяет свести к минимуму риски, связанные с проводимой в шахтах добычей. Для применения в горнодобывающей промышленности предназначены продукты серии Promopur и Promostat.

Важную группу полиуретановых клеев образуют продукты, предназначенные для создания спортивных покрытий, такие как серия Active Play. Путем соединения резинового гранулята с соответствующим клеем получают однородную, бесшовную поверхность, которая может использоваться на теннисных кортах, детских игровых площадках, спортивных площадках, а также в тренажерных залах и фитнес-клубах. Созданные таким образом поверхности обладают высокой степенью эластичности и упругости, амортизируя падения за счет эффективного поглощения энергии.

Будущее индустрии клеев

Постоянно растущее производство автомобилей и спрос на упаковочные материалы вызвали стремительное развитие сектора производства клеев. Такой рост в основном связан с современными тенденциями в автомобильной промышленности, где сварочные работы по монтажу деталей двигателя постепенно заменяют применением высококачественных клеев и герметиков. Второй движущей силой этой отрасли является постоянно наблюдаемый рост активности в области инфраструктуры. Быстрая урбанизация и растущая численность населения в развивающихся странах обусловили все более широкое применение высококачественных клеев в строительном секторе. Важным направлением в этой отрасли является также строительство энергосберегающих домов, где монтаж отопительных систем, в частности с помощью клеев, является ключевым для обеспечения соответствующей термоизоляции здания. Современные клеи все шире используются также в динамично развивающейся электронной промышленности, в частности, в производстве смартфонов, планшетов, ноутбуков, а также разных гаджетов и аксессуаров.