Традиционное использование природных клеев

Вязкая масса резинового клея, текучий раствор «жидкого стекла», твердые плитки столярного клея – что между ними общего? То, что все они способны образовывать прочную тончайшую пленку между соприкасающимися поверхностями двух кусков одинаковых или различных материалов. При этом пленка не только обладает достаточный прочностью (когезией, от лат. «кохезус» - «связанный», «сцепленный»), но и прочно прилипает с склеиваемым материалом. ( это называется адгезией – от лат. «адхезио» - «прилипание»).

Клеев сейчас известно тысячи, а склеиваемым материалам нет числа: металлы, сплавы, древесина, пластмассы, керамика, бумага, ткани и т. д. Надежно соединить детали из разных, зачастую совсем разнородных материалов – сложная техническая задача, и во многих случаях решить ее можно только с помощью клея, специально подобрав не только его состав, но и способ склеивания.

В наши дни изобретено и испытано так много разных клеев, что они используются буквально во всех областях народного хозяйства, промышленности, в быту.

История создания клея

Использование клеев относится еще к 1500 год до н. э. , когда египтяне применяли животный клей, аравийскую камедь, яйца и жидкие смолы для фанерования деревянных предметов. Фанера на основе животного клея использована в различных изделиях, обнаруженных в Тибете и датированных 100 года до н. э. Во дворце Кносса на о. Крит стены были расписаны пигментами, которые закреплялись влажной известью. При изготовлении папируса растения расплющивались и скреплялись с помощью мучного клейстера, для обеспечения прочности и придания формы конечному продукту.

Согласно библейским сказаниям, при строительстве Вавилонской башни в качестве связующего использовался битум; позднее он применялся для шпаклевки деревянных грузовых судов, плавающих по Средиземному морю. Как отмечает Плиний, румыны шпаклевали свои лодки сосновым дегтем и пчелиным воском; римские ремесленники применяли яичный желток для приклеивания золотой фольги к бумаге. В Феофилах были хорошо известны животные клеи из рыбы, рогов и сыра; птичий клей – экстракт омела использовался китайцами для ловли небольших птиц.

В V столетии н. э. Равенна стала центром Византии и Восточной Италии, и спустя четырнадцать столетий можно еще увидеть замысловатые мозаичные рисунки изумительной красоты, укрепленные на потолках знаменитого мавзолея Галлия Плацидия.

Позднее, во времена Возрождения, выдающиеся мастера – художники использовали яичный желток в качестве пигментного связующего в красках.

До конца прошлого столетия клеи для обычных целей призводились главным образом из материалов животного происхождения – казеина или крахмала. Но та как клеи на их основе растворяются в воде, склеенные поверхности быстро разъединялись во влажной атмосфере.

С 1920 г. появилось много синтетических клеев, которые нашли специальное применение в различных отраслях промышленности, начиная от производства фанеры, картона, мебели и склеивания телеграфной ленты до изготовления оберток и печатей. В домашних условиях они используются для приклеивания линолеума, плиток из пластика, деревянных брусов или паркетных полов, составления шпаклевок, приготовления хорошо известных клеев для обоев.

Громадное расширение масштабов промышленности клеев, особенно вследствие увеличения использования синтетических смол, привело к созданию клеев для крепления металла к металлу и металла к дереву.

Классификация клеев

Клеи могут быть органическими и неорганическими, синтетическими и природными, причем последние иногда получают путем химической или физической обработки.

Ниже приведена краткая классификация клеев и веществ, которые можно считать исходными материалами для получения клеев.

Природные клеи

А) Животные

Б) Растительные

В) Минеральные

Синтетические клеи

А) Неорганические

Б) Эластомерные

В) Термопластичные (плавящиеся при нагревании)

Г) Термореактивные (схватывающиеся и отвердевающиеся при нагревании)

Таблица сравнения синтетических клеев

Название клея состав назначение Меры предосторожности

Клей универсальный «Момент» Полихлоропреновые каучуки, смолы, Идеально подходит для склеивания Горюч. Работы проводить от источников огня.

этилацетат, ацетон, алифатические дерева, металла, кожи, резины, Беречь от детей.

и нафталиновые углеводороды, войлока, стекла, керамики, добавки фарфора.

«Суперклей» этилцианакрилат Для ремонта изделий из металла, Осторожно! Цианакрилат!

резины, дерева, керамики, стекла,Пары клея не вдыхать.

пластика, кожи. Беречь от детей. Склеивает кожу рук за секунды.

Клей ПВА поливинилацетат Для дерева, бумаги, картона, Клей прошел экспертизу.

кожи, фотографий, стекла, фарфора, линолеума.

Клеящий карандаш Не содержит растворителей. Для бумаги, картона, фотографий и-

Клей силикатный Состав более простой Для бумаги, картона. Не допускать попадания в глаза.

Основные принципы выбора клея

Выбор необходимо клея для различных материалов определяется очень многими условиями. Следует иметь в виду, что универсального клея, способного склеить любые поверхности, нет, однако имеется огромное число разнообразных клеев, из которых необходимо выбрать наиболее пригодный.

Одним из первых и, возможно, наиболее важным фактором, определяющим выбор клея, является тип и величина напряжения, которое должно выдерживать при эксплуатации клеевое соединение.

Следует иметь в виду, что прочность склеивания зависит не только от применяемого клея, но и от назначения соединения, техники склеивания (т. е. применяемого давления), состояние склеиваемых поверхностей, а также от прочности и толщины частей которые будут склеиваться.

Несмотря на большое разнообразие склеиваемых материалов, системы клеев должны в общем соответствовать следующим основным требованиям.

1. Для прочного склеивания необходимо поверхность очистить от пыли, грязи масляных пятен и т. д.

2. В процессе высушивания клеевая пленка не должна быть чрезмерно сжатой, клей должен все время заполнять неровности в месте соединения.

3. Клей должен быть оптимальной вязкости, чтобы принять форму грубой поверхности.

4. За исключением липких клеев (ленты и пленки) они должны затвердевать на холоду или при нагревании, образуя жесткую, прочную склейку.

5. Место соединения необходимо выбирать так, чтобы воздух, растворители летучие могли легко испаряться. Оно должно также иметь возможность противостоять типу и размеру нагрузки, которой впоследствии будет подвергаться.

6. Клеевое соединение должно быть устойчивым к действию бактерий и грибков и не давать усадки.

7. Клеевая пленка должна быть достаточно устойчивой к излому поверхности под действием разрывного напряжения.

8. Для обеспечения максимальной прочности склеивания необходим правильный подбор клея для данного вида материала (химическая несовместимость клея и склеиваемых поверхностей может привести к снижению прочности соединения).

9. Клей должен применяться в виде жидкости, тем более вязкой, чем толще пленка, так как последняя может быть ослаблена пузырьками воздуха.

Природные клеи

Животный клей

Используемые с самых древних времен животные клеи всегда имели большое значение вследствие многообразия своих свойств и хорошей клеящей способности. Их можно применять не только для склеивания, но также и для шлихтования, покрытия. Сырья для производства животного клея всегда достаточно – это кожа, ткани и кости животных, в основном рогатого скота.

Животный клей используется в виде горячей жидкости и образует липкую пленку, которая после потери воды переходит из студнеобразного в твердое вязкое эластичное состояние. Животные клеи производятся в основном из двух источников – мездры (кожи) и костей. Они растворимы только в воде и не растворимы в органических растворителях, маслах и чистом спирте. Способность животных клеев переходить из жидкости в гель при охлаждении и из геля в жидкости при нагревании нашла применение при склеивании.

Получение и применение

Клеи могут быть получены в виде листов, плит и гранул, которых растворяют в воде при 67 – 76,5 С и механическом перемешивании. После растворения (- 60 мин. ) температуру снижают до оптимального значения для эффективного применения клея (60 – 62,5 С). Если животный клей тонко размолот, то растворение происходит при тех же условиях в течение 1 мин.

О высокой эффективности животного клея свидетельствует его широкое использование в деревообрабатывающей и мебельной промышленности. Чтобы получить прочное склеивание важно соблюдать следующие простые правила:

• наносить тонкую пленку клея только на склеиваемые поверхности;

• дождаться пока клей станет вязким;

• применять давление, выжимающее избыток клея и приводящее склеиваемые части в тесный контакт;

• выдерживать склеиваемые детали под давлением до установления начальной прочности связи (для этого обычно требуется 24 ч. )

Также животный клей широко применяется для изготовления составов для закупорки бутылей, бумажных прокладок для защиты от масла, воздуха и нефти, производстве спичек, а также спичечных коробочек.

Рыбий клей

В отличие от животного клея рыбий клей имеет низкую точку гелеобразования, которая дает возможность продавать его в жидком виде с содержанием 40-50% твердой части. Он производится из чешуи рыб, не содержащей масла, желательно типа трески; из 1 тонны чешуи рыб можно получить примерно 150 литров жидкого рыбного клея. Для предотвращения разложения рыбного клея к нему рекомендуется добавлять бактерицидные препараты. Высушенные пленки из рыбьего клея относительно хрупкие.

Но рыбий клей более стоек к растворителям, чем животный. Для улучшения проникновения клея, в склеиваемые поверхности к нему часто добавляют спирт или ацетон.

Применение.

Рыбий клей широко применяется в производстве обувных заготовок, которые выпускаются на высокоскоростных склеивающих машинах. Другое важное применение рыбьего клея – в фотогравировальных работах.

Все эти вышеперечисленные виды клеев используются и были изготовлены в наши дни. А чем же тогда пользовались наши предки? То, что они были хорошими мастерами пишут во многих книгах. Известный этнограф, исследователь Р. Н. Маак в 1854 году писал: «Путешествуя среди якутов, нетрудно убедиться, что они имеют значительную способность к самым разнообразным ремеслам. Между якутами встречаются искусные плотники и резчики по меди и серебру». В 18 веке якутов, пользующихся особенно славою хороших плотников, нередко нанимают для построек в Охотск, Аян и даже в Петропавловск. Оказывается, в наше время в некоторых семьях до сих пор используют клеи из пузыря рыбы. Секрет приготовления этого клея передавалось из поколения в поколение.

У многих рыб есть мешок с воздухом, называемый плавательным пузырем, он находится внутри. Это делает рыб более легкими и маневренными.

Для приготовления рыбьего клея используют плавательные пузыри осетровых рыб (осетр, стерлядь и др. ). Сначала хорошо засушивают пузыри. После этого пузыри измельчаем, чтобы быстрее получилась однородная масса. Добавляют воду и варят на медленном огне, постоянно помешивая. Клей используется горячим. Остывший остаток можно использовать, нагрев до нужной консистенции.

До наших дней дошли и используются предметы домашнего обихода, которые были изготовлены с помощью данного клея и находятся в отличном состоянии.

Заключение

Изучив историю, классификацию, основные принципы выбора клеев и сравнив природные и синтетические клеи пришли к выводу:

1. При необходимости использования синтетических клеев очень важно соблюдать все меры предосторожности, которые указаны на упаковках.

2. Природные клеи не содержат химических веществ и поэтому не причиняют вреда здоровью.

3. Использование клея из рыбьего пузыря, его качество доказано многолетним опытом наших предков.