Сказка об универсальном клее! Почему не может быть одного клея для всего?

Вы, наверное, слышали о нем раньше, возможно, оно даже есть у вас дома. Мы говорим о пресловутом универсальном клее. Это название украшает многие тюбики и обещает все надежно склеить.

Неважно, дерево с бетоном, керамика с пластиком, пенополистирол со сталью и так далее. И это независимо от воздействий окружающей среды, температуры или механических воздействий.

Звучит как умное изобретение, не так ли? Но действительно ли он делает то, что обещает?

Как клеи скрепляют наш мир

Мы соприкасаемся с клеем каждый день. Сложно поверить? Тогда просто взгляните на себя. Если вы носите обувь, то вот первая точка контакта с клеем. Потому что подошвы у обуви, скорее всего, склеены.

И даже если вы без обуви. Вы читаете этот текст на экране ноутбука, ПК или смартфона. Эти предметы, используемые ежедневно, обычно в какой-то момент склеиваются.

Автомобили, самолеты, футбольные мячи, холодильники, тостеры, как вы уже догадались, содержат клей. Список можно продолжать бесконечно.

Люди уже тысячи лет пользуются свойствами клеев. Все началось с простых, таких как земляной, березовый деготь, древесная смола. Позже были разработаны первые клеи, некоторые из которых были получены из животных.

После этого с клеями долгое время ничего не происходило – несмотря на высокий спрос. Лишь к концу XIX века произошли первые изменения. Быстрый промышленный прогресс ускорил развитие производства клеев.

Сегодня клей есть практически везде. Когда что-то нужно быстро склеить, мы любим использовать всем известный клей моментального действия. Как следует из названия, он мгновенно соединяет почти все материалы друг с другом. Но как достигается очень быстрое время реакции клея? И где используется этот многообещающий суперклей?

Цианоакрилатное чудодейственное средство

Правильное химическое название моментального клея – цианакрилатный клей. И действительно, цианакрилаты отверждаются молниеносно. Но не тогда, пока они еще находятся в тюбике.

Как только клей вступает в контакт с влажностью воздуха, запускается цепная химическая реакция. Отдельные мономеры в ходе реакции образуют длинные цепи – так называемые полимеры. Такое образование цепочек обеспечивает быстрое затвердевание клея.

Для вас это слишком абстрактно? Тогда давайте немного более наглядно. Представьте себе класс бешено танцующих учеников (мономеров). Как только учительница (влажность) хлопает в ладоши, ученики берутся за руки и образуют длинную устойчивую линию (полимеры).

Но как быстро затвердевает моментальный клей? Конечно, за секунды, верно? Не совсем. Через несколько секунд соединение затвердевает, но окончательная прочность достигается примерно через 24 часа. Скорость его затвердевания также зависит от типа клея и других условий, например температуры окружающей среды.

Нет прилипания без адгезии и сцепления

Адгезия

При склеивании две поверхности соединяются между собой максимально прочно с помощью клея. Но как осуществляется эта связь?

Каждая поверхность имеет небольшие углубления, которые иногда больше (шероховатые поверхности), а иногда меньше (гладкие поверхности), видимы человеческому глазу.

Клей оседает в этих углублениях, сцепляется по мере затвердевания. И образует химические связи. Технический термин для этого процесса – адгезия. В общем, чем шероховатее поверхность, тем лучше зацепы и, в конечном итоге, адгезия.

Кроме того, важную роль играют также поверхностная энергия и поверхностное натяжение. Это зависит от материала. Например, в то время как металлы обычно имеют высокое поверхностное натяжение, пластики обычно имеют более низкое.

И что это значит для связи? Все очень просто: чем выше поверхностное натяжение, тем лучше возможность смачивания ее клеем.

Сцепление

Помимо адгезии клей должен обладать внутренней прочностью, известной как когезия. В своей основной форме клеи изначально являются жидкими или пастообразными.

Затвердевание происходит вследствие совсем других обстоятельств. Например, есть суперклей, который затвердевает только при контакте с влагой.

Для других – все наоборот. При соединении металлов клей затвердевает только в отсутствие кислорода и в присутствии ионов металлов.

Существуют также так называемые системы на основе эпоксидной смолы. Которые затвердевают, как только два компонента, смола и отвердитель, вступают в реакцию друг с другом.

Почему не может быть одного клея для всего

Итак, вы все еще не уверены, имеет ли термин “универсальный клей” смысл или нет. Хотя на самом деле ответ содержится в предыдущем абзаце.

В конце концов, когда такие вещи, как поверхность материала, влажность, доступ кислорода и различные условия окружающей среды, важны для качества и долговечности соединения, логично, что не может быть одного клея, который может склеить все.