За рахунок чого клей склеює?
За рахунок чого клей склеює?
Клей являє собою суміш декількох речовин або багатокомпонентну композицію, що складається з матеріалів органічного і неорганічного походження. Головна особливість його полягає в можливості склеювати різні матеріали. Щоб зрозуміти, за рахунок чого клей виконує свою пряму функцію, необхідно розглянути основні теорії склеювання.
Як відбувається склеювання?
Клей є адгезивом – тобто речовиною, яка забезпечує процес зчеплення неоднорідних тіл (твердих чи рідких). Під час склеювання між двома матеріалами і шаром клею утворюється міцна адгезивна зв’язок. Даний процес відбувається за рахунок міжмолекулярної взаємодії на поверхневому рівні.
Матеріал з високою адгезією
В звичайному порядку неможливо склеїти два твердих предмета, навіть якщо сильно притиснути їх один одному, між ними не утворюється міжмолекулярне тяжіння. Але рідка консистенція клею надає йому можливість глибоко проникнути у всі пори, заповнити їх і забезпечити зв’язок між предметами.
По закінченню певного часу клейова рідину, що твердне. В залежності від виду клею цей процес викликаний різними причинами і факторами. Наприклад, звичайний канцелярський клей містить воду, яка випаровується і склад стає твердим.
Швидкодіючий клей містить спеціальний органічний розчинник, який випаровується при контакті з повітрям. Епоксидний клей, згідно з інструкцією, необхідно змішати з речовиною-затверджувачем, щоб домогтися хімічної реакції і використовувати його за призначенням.
Цікавий факт: незважаючи на хімічний склад сучасного клею, перші його аналоги використовувалися ще в давнину. Первісні люди новокам’яної віку (неоліту) широко користувалися клейкою масою, отриманої в результаті обробки різного сировини (переважно відвару кісток, сухожиль тварин). Племена, що живуть у морських водойм, для цих цілей використовували відвар з риб’ячої луски.
Клейові речовини виготовляються в великому асортименті, оскільки важливо підібрати оптимальний варіант для обробки різних матеріалів. Велике значення має наступний момент: однорідні або неоднорідні матеріали підлягають склеюванню, а також подальші умови експлуатації.
Наприклад, папір і картон або тканини можна міцно з’єднати один з одним за допомогою звичайного полівінілацетату (ПВА), а у виготовленні і ремонті взуття використовується клей-розплав, який при нагріванні стає в’язким і м’яким, а при охолодженні – застигає.
Адгезія і теорії склеювання
Різні матеріали мають різну здатність до зчеплення – адгезії. Ця властивість відображається і на те, як будуть вести себе поверхні при зіткненні один до одного. Дані процеси безпосередньо відносяться до фізики і її законам, проте повсюдно використовуються в побуті та повсякденному житті.
Наприклад, більшість господинь віддають перевагу посуд з тефлоновим покриттям. Це пов’язано з тим, що тефлон володіє низькою адгезією по відношенню до інших матеріалів. Відповідно він демонструє чудові антипригарні властивості. Навіть якщо їжа пригорить, вона не прилипне до поверхні – тефлон погано зчіплюється з іншими речовинами.
Ще один приклад – дві плоскі тарілки, начисто вимиті, дві склянки, які ідеально підходять один одному за формою, два скельця. Якщо спробувати поєднати дані предмети, між ними утворюється міцний зв’язок і роз’єднати їх буде досить складно. Ті ж скельця доведеться зрушувати в різні сторони.
Краплі роси на пелюстках – приклад адгезії у природі
Механізм склеювання пояснюється кількома теоріями:
- механічної;
- хімічної;
- абсорбційної;
- дифузійної.
Цікавий факт: коли мова йде про адгезії, не можна забувати про таких речовинах, як гіпс, а також бетон. М’який гіпсовий порошок при поєднанні з водою перетворюється в надміцний матеріал, яким можна з’єднувати метали, пісок, цегла і т. п. Бетон широко використовується в будівництві, незважаючи на найпростіший склад – цемент, щебінь, воду й пісок.
Механічна теорія полягає в проникненні клею в пори матеріалів та виникненні за рахунок цього їх зчеплення. Хімічна теорія обумовлена хімічним взаємодією адгезиву і матеріалів. Абсорбційна ґрунтується на тому, що склеювання відбувається завдяки хімічним і міжмолекулярним процесів. Дифузійна теорія базується на взаємне проникнення частинок речовин в структуру один одного. На практиці ж під час склеювання найчастіше відбувається поєднання декількох вищевказаних теорій.
Склеювання матеріалів за допомогою клею здійснюється за рахунок його здатності до адгезії – зчеплення інших речовин, в тому числі неоднорідних. Рідка консистенція клею проникає навіть в найдрібніші пори, наявні на поверхні матеріалу. Потім настає затвердіння клею, завдяки чому між двома поверхнями встановлюється міцний зв’язок. Існує кілька теорій склеювання (наприклад, фізична, механічна та інші), але найчастіше цей процес здійснюється при поєднанні ряду факторів.