Краткий анализ видов и основных физико-химических свойств клеев.

Натуральные клеи широко используются в нашей жизни. По разным источникам его можно разделить на клей животного происхождения, клей растительного происхождения и минеральный клей. К клею животного происхождения относятся клей для кожи, клей для костей, шеллак, казеиновый клей, альбуминовый клей, клей из рыбьего пузыря и т. д.; растительный клей включает крахмал, декстрин, канифоль, гуммиарабик, натуральный каучук и т. д.; минеральный клей включает минеральный воск, асфальт. Подождите. Благодаря обилию источников, низкой цене и низкой токсичности он широко используется в мебели, переплетном деле, упаковке и кустарной обработке.

крахмальный клей

После того, как крахмальный клей войдет в 21 век, хорошие экологические характеристики материала станут главной особенностью нового материала. Крахмал — нетоксичный, безвредный, недорогой, биоразлагаемый и экологически чистый природный возобновляемый ресурс. Он широко используется в различных отраслях промышленности. Особенно в последние годы мировые технологии промышленного производства клеев развиваются в направлении энергосбережения, низкой стоимости, отсутствия вреда, высокой вязкости и отсутствия растворителей.

Являясь своего рода экологически чистым продуктом для защиты окружающей среды, крахмальный клей привлек большое внимание в клеевой промышленности. Что касается применения и разработки крахмальных клеев, перспектива получения крахмальных клеев, окисленных кукурузным крахмалом, является многообещающей, и исследования и применения являются наиболее перспективными.

В последнее время крахмал в качестве клея в основном используется в бумаге и бумажных изделиях, таких как запечатывание картонных коробок и картонных коробок, маркировка, плоское склеивание, склеивание конвертов, склеивание многослойных бумажных пакетов и т. д.

Ниже представлены несколько распространенных крахмальных клеев:

Клей на основе окисленного крахмала

Желатинизатор, приготовленный из смеси модифицированного крахмала низкой степени полимеризации, содержащего альдегидную группу и карбоксильную группу, и воды под действием окислителя путем нагревания или клейстеризации при комнатной температуре, представляет собой нагруженный крахмальный клей. После окисления крахмала образуется окисленный крахмал, обладающий растворимостью в воде, смачиваемостью и клейкостью.

Количество окислителя невелико, степень окисления недостаточна, общее количество новых функциональных групп, образуемых крахмалом, уменьшается, вязкость клея увеличивается, начальная вязкость снижается, текучесть плохая. Он оказывает большое влияние на кислотность, прозрачность и содержание гидроксилов в клее.

С увеличением времени реакции степень окисления увеличивается, содержание карбоксильной группы увеличивается, вязкость продукта постепенно снижается, но прозрачность становится все лучше и лучше.

Клей на основе этерифицированного крахмала

Клеи на основе эстерифицированного крахмала представляют собой неразлагаемые крахмальные клеи, которые наделяют крахмал новыми функциональными группами посредством реакции этерификации между гидроксильными группами молекул крахмала и другими веществами, тем самым улучшая характеристики крахмальных клеев. Благодаря частичному сшиванию этерифицированного крахмала повышается вязкость, улучшается стабильность при хранении, улучшаются влагостойкие и антивирусные свойства, а клейкий слой может выдерживать высокие, низкие и попеременные воздействия.

Клей из привитого крахмала

Прививка крахмала заключается в использовании физических и химических методов, заставляющих молекулярную цепь крахмала генерировать свободные радикалы, а при встрече с полимерными мономерами образуется цепная реакция. На основной цепи крахмала образуется боковая цепь, состоящая из полимерных мономеров.

Используя то обстоятельство, что молекулы как полиэтилена, так и крахмала имеют гидроксильные группы, между поливиниловым спиртом и молекулами крахмала могут образовываться водородные связи, которые играют роль «прививки» между молекулами поливинилового спирта и крахмала, благодаря чему полученный крахмальный клей имеет более Хорошая адгезия, текучесть и антифриз.

Поскольку крахмальный клей представляет собой натуральный полимерный клей, он имеет низкую цену, нетоксичен и безвкусен и не загрязняет окружающую среду, поэтому он широко исследуется и применяется. В последнее время крахмальные клеи в основном используются при изготовлении бумаги, хлопчатобумажных тканей, конвертов, этикеток и гофрированного картона.

Целлюлозный клей

Производные эфира целлюлозы, используемые в качестве клеев, в основном включают метилцеллюлозу, этилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу и другие виды этилцеллюлозы (ЭК): термопластичный, водонерастворимый, неионогенный алкиловый эфир целлюлозы.

Он обладает хорошей химической стабильностью, сильной устойчивостью к щелочам, отличной электроизоляцией и механической реологией, а также обладает характеристиками сохранения прочности и гибкости при высоких и низких температурах. Он легко совместим с воском, смолой, пластификатором и т. д., а также с бумагой, резиной, кожей, клеями для тканей.

Метилцеллюлоза (КМЦ): ионный эфир целлюлозы. В текстильной промышленности КМЦ часто используется вместо высококачественного крахмала в качестве проклеивающего вещества для тканей. Текстиль, покрытый CMC, может повысить мягкость и значительно улучшить свойства печати и крашения. «В пищевой промышленности различные виды сливочного мороженого с добавлением КМЦ имеют хорошую стабильность формы, легко окрашиваются и их нелегко размягчить. В качестве клея его используют для изготовления щипцов, бумажных коробок, бумажных пакетов, обоев и искусственного дерева.

Производные эфиров целлюлозы: в основном нитроцеллюлоза и ацетат целлюлозы. Нитроцеллюлоза: также известная как нитрат целлюлозы, содержание азота в ней обычно составляет от 10% до 14% из-за различной степени этерификации.

Высокое содержание широко известно как огненный хлопок, который используется при производстве бездымного и коллоидного пороха. Низкое содержание широко известно как коллодий. Он нерастворим в воде, но растворим в смешанном растворителе этилового спирта и эфира, раствор представляет собой коллодий. Поскольку растворитель коллодий испаряется и образует прочную пленку, его часто используют для крышек бутылок, защиты ран и первого в истории пластикового целлулоида.

Если в качестве модификатора добавить соответствующее количество алкидной смолы и в качестве упрочнителя использовать соответствующее количество камфоры, она становится нитроцеллюлозным клеем, который часто используется для склеивания бумаги, ткани, кожи, стекла, металла и керамики.

Ацетат целлюлозы: также известен как ацетат целлюлозы. В присутствии сернокислотного катализатора целлюлозу ацетатируют смесью уксусной кислоты и этанола, а затем добавляют разбавленную уксусную кислоту для гидролиза продукта до нужной степени этерификации.

По сравнению с нитроцеллюлозой, ацетат целлюлозы можно использовать для создания клеев на основе растворителей для склеивания пластиковых изделий, таких как очки и игрушки. По сравнению с нитратом целлюлозы он обладает превосходной вязкостью и долговечностью, но имеет плохую кислотостойкость, влагостойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям.

протеиновый клей

Белковый клей – это разновидность натурального клея, основным сырьем которого являются белковосодержащие вещества. Клеи могут быть изготовлены из животного белка и растительного белка. По используемому белку его разделяют на животный белок (феновый клей, желатин, комплексный белковый клей, альбумин) и растительный белок (бобовая камедь и др.). Обычно они имеют высокое натяжение сцепления в сухом состоянии и используются в производстве мебели и изделий из дерева. Однако его термостойкость и водостойкость низкие, из которых более важны клеи из животного белка.

Соевый белковый клей: растительный белок является не только важным пищевым сырьем, но также имеет широкий спектр применения в непищевых областях. Разработав клеи на основе соевого белка, Джонсон еще в 1923 году подал заявку на патент на клеи на основе соевого белка.

В 1930 году клей для картона на основе фенольной смолы на основе соевого белка (DuPont Mass Division) не получил широкого распространения из-за слабой прочности сцепления и высокой стоимости производства.

В последние десятилетия, в связи с расширением рынка клеев, кислотность мировых нефтяных ресурсов и загрязнение окружающей среды привлекли внимание, что заставило клеевую промышленность пересмотреть новые натуральные клеи, в результате чего клеи на основе соевого белка снова стали горячей точкой исследований.

Соевый клей нетоксичен, безвкусен, прост в использовании, но обладает плохой водостойкостью. Добавление 0,1–1,0% (по массе) сшивающих агентов, таких как тиомочевина, сероуглерод, трикарбоксиметилсульфид и т. д., может улучшить водостойкость и создать клеи для склеивания древесины и производства фанеры.

Клеи на животных белках. Клеи животного происхождения широко используются в мебельной и деревообрабатывающей промышленности. Обычно используемая продукция включает в себя такую мебель, как стулья, столы, шкафы, модели, игрушки, спортивные товары и настилы.

Новые жидкие клеи животного происхождения с содержанием сухих веществ 50-60% включают типы быстрого и медленного отверждения, которые используются при склеивании каркасных панелей шкафов из оргалита, сборки передвижных домов, сложных ламинатов и других менее дорогих термических животных. Малый и средний клей требует использования клея.

Клей животного происхождения — это основной тип клея, используемый в клейких лентах. Эти ленты можно использовать для обычных розничных сумок для легких условий эксплуатации, а также для лент для тяжелых условий эксплуатации, таких как запечатывание или упаковка коробок из твердого волокна и гофрированного картона для грузов, где требуются быстрые механические операции и длительная высокая прочность сцепления.

В это время количество костного клея велико, и кожный клей часто используется отдельно или в сочетании с костным клеем. По данным Coating Online, используемый клей обычно имеет содержание твердых веществ около 50% и может быть смешан с декстрином в количестве от 10% до 20% от массы сухого клея, а также с небольшим количеством смачивающего агента, пластификатора, гель-ингибитор (при необходимости).

Клей (60–63 ℃) обычно смешивается с краской на бумажной основе, а количество осаждаемого твердого вещества обычно составляет 25% от массы бумажной основы. Влажную ленту можно сушить под натяжением с помощью валиков с паровым нагревом или с помощью регулируемых прямых нагревателей воздуха.

Кроме того, клей животного происхождения применяется в производстве наждачной бумаги и марлевых абразивов, проклейке и нанесении покрытий на ткани и бумагу, а также в переплете книг и журналов.

Танниновый клей

Танин – органическое соединение, содержащее полифенольные группы, широко присутствующее в стебле, коре, корнях, листьях и плодах растений. В основном из отходов коры деревообработки и растений с высоким содержанием танинов. Таннин, формальдегид и воду смешивают и нагревают для получения танниновой смолы, затем добавляют отвердитель и наполнитель, и при равномерном перемешивании получают танинный клей.

Танниновый клей обладает хорошей устойчивостью к старению при нагревании и влажности, а эффективность склеивания древесины аналогична характеристикам фенольного клея. В основном используется для склеивания древесины и т. д.

лигниновый клей

Лигнин является одним из основных компонентов древесины, по его содержанию приходится около 20-40% древесины, уступая только целлюлозе. Извлечь лигнин непосредственно из древесины сложно, и основным источником являются жидкие отходы целлюлозы, которые чрезвычайно богаты ресурсами.

В качестве клея используется не лигнин, а полимер фенольной смолы, полученный действием фенольной группы лигнина и формальдегида в качестве клея. Чтобы улучшить водостойкость, его можно использовать в сочетании с изопропановым эпоксиизоцианатом с кольцевыми нагрузками, тупым фенолом, резорцином и другими соединениями. Лигниновые клеи в основном используются для склеивания фанеры и ДСП. Однако его вязкость высока, а цвет глубокий, и после улучшения сферу применения можно расширить.

Аравийская камедь

Гуммиарабик, также известный как камедь акации, представляет собой экссудат генеалогического древа дикой саранчи. Назван из-за обильного производства в арабских странах. Гуммиарабик в основном состоит из полисахаридов с более низкой молекулярной массой и гликопротеинов акации с более высокой молекулярной массой. Благодаря хорошей растворимости гуммиарабика в воде, его рецептура очень проста и не требует ни нагревания, ни ускорителей. Гуммиарабик очень быстро сохнет. Его можно использовать для склеивания оптических линз, наклеивания штампов, наклеивания этикеток с товарными знаками, склеивания упаковки пищевых продуктов, а также вспомогательных материалов для печати и крашения.

Неорганический клей

Клеи, в состав которых входят неорганические вещества, такие как фосфаты, фосфаты, сульфаты, соли бора, оксиды металлов и т. д., называются неорганическими клеями. Его характеристики:

(1) Высокая термостойкость, выдерживает температуру 1000 ℃ или выше:

(2) Хорошие антивозрастные свойства:

(3) Небольшая усадка

(4) Большая хрупкость. Модуль упругости на порядок выше, чем у органических клеев:

(5) Водонепроницаемость, устойчивость к кислотам и щелочам плохая.

Вы знаете? Помимо приклеивания, клеи имеют и другие применения.

Антикоррозийность: Паровые трубы кораблей в основном покрываются силикатом алюминия и асбестом для достижения теплоизоляции, но из-за протечек или попеременного холода и тепла образуется конденсат, который скапливается на внешней стенке нижних паропроводов; и паровые трубы подвергаются воздействию высокой температуры в течение длительного времени, растворимые соли. Роль коррозии внешней стенки очень серьезна.

С этой целью в качестве покровных материалов на нижний слой алюмосиликата можно использовать клеи серии жидкого стекла с образованием покрытия со структурой, напоминающей эмаль. При механическом монтаже компоненты часто крепятся болтами. Длительное воздействие воздуха на болтовые устройства может привести к щелевой коррозии. В процессе механических работ иногда из-за сильной вибрации болты ослабляются.

Чтобы решить эту проблему, соединительные компоненты можно склеить при механической установке неорганическими клеями, а затем соединить болтами. Это может не только сыграть роль в усилении, но и в защите от коррозии.

Биомедицина: Состав биокерамического материала гидроксиапатита близок к неорганическому компоненту человеческой кости, обладает хорошей биосовместимостью, может образовывать прочную химическую связь с костью и является идеальным материалом для замены твердых тканей.

Однако общий модуль упругости подготовленных имплантатов из ГК высок, прочность низкая, а активность не идеальна. Выбирается клей для фосфатного стекла, и порошок исходного материала HA скрепляется вместе при более низкой температуре, чем традиционная температура спекания, за счет действия клея, тем самым снижая модуль упругости и обеспечивая активность материала.

Компания Cohesion Technologies Ltd. объявила, что разработала герметик Coseal, который можно использовать для фиксации сердечных сосудов и который успешно применяется в клинической практике. Путем сравнительного использования 21 случая кардиохирургии в Европе было обнаружено, что использование операции Косила значительно уменьшает хирургические спайки по сравнению с другими методами. Последующие предварительные клинические исследования показали, что герметик Coseal имеет большой потенциал в кардиохирургии, гинекологической и абдоминальной хирургии.

Применение клеев в медицине известно как новая точка роста клеевой промышленности. Структурный клей на основе эпоксидной смолы или ненасыщенного полиэстера.

В оборонной технике: Подводные лодки-невидимки — один из символов модернизации военно-морской техники. Важным методом скрытности подводной лодки является укладка на корпус подводной лодки звукопоглощающей плитки. Звукопоглощающая плитка представляет собой разновидность резины, обладающую звукопоглощающими свойствами.

Чтобы обеспечить прочное соединение плитки глушителя и стальной пластины стенки лодки, необходимо положиться на клей. Используется в военной сфере: обслуживание танков, сборка военных лодок, легких бомбардировщиков военных самолетов, наклеивание термозащитного слоя боеголовки ракет, подготовка камуфляжных материалов, борьба с терроризмом и борьба с терроризмом.

Это потрясающе? Не смотрите на наш маленький клей, в нем много знаний.

Основные физико-химические свойства клея.

Время операции

Максимальный интервал времени между смешиванием клея и соединением склеиваемых деталей

Начальное время отверждения

Время до снятия прочности обеспечивает достаточную прочность для работы со связями, включая движущиеся части креплений.

полное время отверждения

Время, необходимое для достижения окончательных механических свойств после смешивания клея

срок хранения

При определенных условиях клей может сохранять свои эксплуатационные свойства и заданную прочность в течение срока хранения.

прочность сцепления

Под действием внешней силы напряжение, необходимое для разрушения границы раздела между клеем и клеем в клеевой части или вблизи нее.

Прочность на сдвиг

Прочность на сдвиг означает силу сдвига, которую может выдержать склеиваемая поверхность при повреждении склеиваемой детали, и ее единица измерения выражается в МПа (Н/мм2).

Неравномерная сила отрыва

Максимальная нагрузка, которую может выдержать соединение при воздействии неравномерной силы отрыва, поскольку нагрузка в основном сосредоточена на двух краях или одном краю клеевого слоя, а сила выражена на единицу длины, а не на единицу площади, а единица измерения это кН/м

Предел прочности

Предел прочности, также известный как равномерная прочность на отрыв и положительная прочность на разрыв, относится к растягивающей силе на единицу площади, когда адгезия повреждена под действием силы, и единица измерения выражается в МПа (Н/мм2).

сила пилинга

Прочность на отслаивание — это максимальная нагрузка на единицу ширины, которую можно выдержать при разделении склеенных частей при заданных условиях отслаивания, и ее единица измерения выражается в кН/м.