Клей з смоли

Клеями люди користуються кілька тисячоліть. Але чому клей клеїть - мало хто знає.

А більшість людей навіть не підозрює, що можна клеїти зовсім без клею. Наприклад, візьмемо дві скляні або сталеві відполіровані пластинки з ідеально плоскою поверхнею. Покладемо їх один на одного. Вони злипнуться, і так щільно, що їх майже неможливо роз'єднати. Молекули поверхневого шару однієї платівки увійдуть в зіткнення з молекулами іншого. Між ними виникнуть сили молекулярного зчеплення, і два шматки стануть одним шматком.

Це явище називається оптичним контактом. Ним користуються при виготовленні точних оптичних приладів.

Але так вдається поєднувати тільки ідеально рівні, так звані плоско-паралельні поверхні. Нерівні, шорсткі поверхні дерева, паперу, картону, шкіри, гуми, металу не злипаються, як би сильно їх ні пригнічували.

Між поверхнями залишаються маленькі рухливі молекули повітря, які заважають їх з'єднанню. Отже, повітря треба видалити, замінивши його іншим речовиною. Однак не будь-яка речовина годиться для цієї мети. Можна для досвіду змочити водою або маслом дві скляні пластинки або два сірники. Вони злипнуться, але їх легко роз'єднати.

Молекули води, масла, спирту, ртуті та взагалі всіх рідин дуже рухливі. Сили зчеплення між ними малі, і тому служити «зчіплювачем» для інших молекул вони ні в якому разі не можуть. Не можна вимагати міцності від того, що за своєю природою не міцно.

Отже, клеїти можна тільки твердими речовинами в розчиненому або в розплавленому вигляді.

Гаряче рідке олово наносять на місце з'єднання двох мідних або залізних предметів.

Молекули розплавленого припою рухливі. Олово затікає в щілину між предметами. Воно заповнює всі нерівності, і якщо поверхня чиста, то прилипає до неї. Молекули припою зчіплюються з молекулами міді або заліза і, застигаючи, щільно скріплюють сполучаються поверхні.

Інша річ, коли в якості клею застосовуються органічні речовини - смоли, гуміарабік, каучук, столярний клей, желатин, яєчний білок, крохмаль і т. П.

Молекули цих речовин мають форму ниток або ланцюжків. Всі вони великі, мало рухливі і без допомоги маленьких молекул води або розчинника до активних дій не здатні. Але в розчині вони прекрасно справляються зі своїм завданням.

Плитку столярного клею кладуть на ніч у воду. Клей набухає, перетворюючись в слизову масу. Цю масу підігрівають. Молекули колагену - речовини, з якого складається столярний клей, набувають більшої рухливості. Клей стає рідким. Їм змочують поверхні, що склеюються.

Молекули колагену проникають в поверхневий шар дерева, картону або паперу.

Вони як би вгвинчуються між молекулами дерева, зчіплюються з ними і між собою.

Клей остигає, його молекули втрачають рухливість. Частинки води, виконавши свою роль поводирів, випаровуються. Клей висихає, утворюючи між склеюваних поверхнями тонку плівку твердої речовини. Новоутворена плівка надійно прилипає до склеюваних поверхонь.

Але з цього прикладу випливає, що клей успішно виконає своє завдання, якщо він добре змочує поверхні виробів, що склеюються і його молекули проникають в глиб поверхні шару.

Далеко не всяке речовина, що клеїть здатне прилипати до інших матеріалів.

Даремно намагатися гумовим клеєм з'єднати два шматки дерева, а крохмальним склеїти розбитий стакан.

Для склеювання різних матеріалів потрібні різні клеї, здатні прилипати до цих матеріалів, тому що сили зчеплення між молекулами різних речовин неоднакові.

Гумовий клей склеює шкіру і гуму, розчини смол, скло, столярний клей - дерево і папір і т. Д.

Недоліком більшості клейових речовин, які були відомі в старовину, було те, що їх молекули можуть виконувати свою роль тільки в супроводі молекул води або іншого розчинника. Тому все «предмети, склеєні столярним, міздровим, вишневим, рибним і тому подібними клеями, бояться води.

Сучасна техніка дала нам багатий вибір різноманітних клеїв.

Старі клейові речовини могли служити тільки помічниками або замінниками цвяхів.

Нові клеї, винайдені хіміками, тримають міцніше цвяхів. Вони теж просочують волокна склеюваного матеріалу. Але, на відміну від старих клеїв, їх лінійні молекули здатні з'єднуватися в неразрушимую і дуже міцну решітку. Такі клеї, як кажуть хіміки, полімеризуються, їх плівки значно міцніше. Вони тримають краще старих клеїв.

За допомогою цих клеїв з тоненьких дощок склеюють балки товщиною до одного метра і довільної довжини. Поверхня дощок змащують резол, попередньо розведеним ацетоном або спиртом. Дошки укладають стопкою і стискають під пресом при невеликому тиску - 2-3 кілограми на квадратний сантиметр.

Резол перетворюється в резит. Дошки склеюються настільки міцно, що готовий брус розколюється тільки по деревині, а не в місцях склеювання.

Перетворення резола в резит відбувається не при 140-160 градусах, як зазвичай, а при кімнатній температурі (16-18 градусів). Швидке затвердіння смоли відбувається тому, що її попередньо змішують з каталізатором. Кращим каталізатором є речовина, винайдене радянським вченим - професором Г. С. Петровим. Цей каталізатор виготовляють з відходів нафти, оброблюваних сірчаною кислотою. Він називається контактом Петрова.

Споконвіку клей був виключно помічником столярів, палітурників, шевців. Нові пластмасові клеї стали служити не тільки ремісникам, вони стали в нагоді і інженерам-будівельникам великих споруд. Так, наприклад, був склеєний залізничний міст завдовжки 175 метрів. Дев'ятиметрові балки для цього моста склеювали резол з дюймових дощок.

Нові клейкі речовини виявилися незамінними в будівництві шлюпок, яхт, дрібних річкових і морських судів.

На шаблон, який має форму майбутньої яхти або шлюпки, накладають кілька шарів деревної шпони або тканини, просоченої штучною смолою.

Шаблон з накладеним на нього матеріалом, обтягують гумової сорочкою, як чемодан чохлом, і занурюють в котел - автоклав. В котел впускають стиснене повітря, пар або воду під тиском 5 атмосфер. Стиснене повітря тисне на гумову сорочку, притискає листи шпону або тканини до шаблону. Бруски, з яких виготовлений шаблон, мають отвори для відсмоктування повітря. Тиск усередині шаблону падає. Різниця тисків забезпечує хороше склеювання матеріалу.

Резол перетворюється в резит. Утворюється шаруватий пластик. Шаблон виймають з котла. Виріб звільняють від гумової сорочки, і з шаблону знімають готовий корпус шлюпки. Він виготовлений весь цілком, як шкаралупа волоського горіха. Тому такі конструкції називаються шкаралуп'яну.

Поділіться посиланням з друзями