От смолы до ПВА: история клея

Клей — это вещество, способное связывать материалы между собой за счет своего состава, в котором преобладают органические или неорганические компоненты. Вязкое вещество используют повсеместно, но мало кто задумывался над тем, насколько интересную историю прошел этот материал. Появившись задолго до развития химической промышленности, он способен соединять разные по структуре поверхности — от дерева до металла.

В статье мы проследим путь развития клеевых материалов от древности до наших дней, узнаем об истории происхождении первых клеев, их промышленном производстве и использовании в современном мире.

Что такое клей?

Клей — это адгезив, способный соединять две поверхности посредством сцепления. Процесс склеивания происходит за счет химических связей, возникающих между молекулами клея и поверхностей, которые требуется соединить. Клеевые составы бывают разными по входящим компонентам и назначению, но все они выполняют одну важную функцию — создание прочной сцепки.

История появления клеящих веществ и их использования

История клея включает первые упоминания в эпоху палеолита, когда неандертальцы использовали природную смолу дерева для скрепления каменных орудий труда.

Одним из самых ранних известных клеев в истории была битумная смола, которую добывали из природных месторождений нефти. Она использовалась для крепления наконечников стрел и копий к деревянным рукояткам.

Археологами были найдены следы клеевого состава из смолы в Вавилоне — так скрепляли слоновые кости в готовые изделия.

Древний Египет тоже не мог обойтись без вязких веществ, египтяне склеивали папирусы, изготавливали различную мебель.

Несмотря на острую надобность, клей как вещество не имел широкого распространения в истории. Только в 1690 году появилось первое производство, начавшее выпускать клей в Голландии. До 1897 года были изобретены и начали выпускаться крахмальный, казеиновый и рыбий клей. Известный всем в истории ПВА был открыт и запатентован в 1912 г.

Использование различных клеящих веществ природного происхождения

На протяжении веков человечество продолжало экспериментировать с различными природными ингредиентами, пытаясь найти новые способы склеивания. Рассмотрим некоторые из наиболее распространённых природных клеев в истории и их применение:

Костный. Один из старейших в истории и наиболее известный природный клей. Его получали путём варки костей и рогов животных. Использовался в качестве связующего вещества для деревянных конструкций, кожаных изделий и даже керамических сосудов. Обладал высокой прочностью, водостойкостью.

Казеиновый. Для его производства требовалось молоко, точнее содержащийся в нём белок — казеин. Был популярен в средние века и использовался для склеивания бумаги, картонных изделий. Казеиновый клей отличался высокой адгезией и долговечностью, хотя и был чувствителен к влаге.

Смоляной. Битумная смола использовалась для крепления наконечников стрел к деревянным рукояткам. Натуральный клей добывали из природных месторождений нефти. Он имеет высокую вязкость, что позволяет ему прочно фиксировать предметы. Ранее применялся с целями гидроизоляции и герметизации.

Древесные смолы. Смола из сосны использовалась в основном для склеивания древесины и кожи. Показывала хорошую адгезию и долговечную сцепку. Древесной смолой можно покрыть деревянное изделие, например, шкатулку — такой защитный слой убережет поделку от гниения и пагубного воздействия влаги.

Крахмал и мука. Простые ингредиенты не могли склеить металл или дерево, но отлично сцепляли бумагу и тканевые материалы. Были простыми в приготовлении поэтому обрели популярность в домашнем хозяйстве. Крахмальные клеи оставались актуальными вплоть до начала XX века, далее появились более эффективные синтетические аналоги.

Яичный белок. Популярный метод в истории, актуальный в книжной переплетной технике — подходит для сцепления бумаги, пергамента.

Промышленное производство и использование клея

Начало промышленного производства клея связано с развитием химии и инженерии в конце XVIII начале XIX веков. Одним из первых крупных шагов в истории стало создание резинового клея американцем Чарльзом Гудиером в 1839 году. Этот клей быстро завоевал популярность благодаря своей универсальности и прочности.

Однако настоящий прорыв произошел в XX веке с появлением синтетических клеев. Эпоксидные смолы, разработанные в 1930-х годах, стали революцией в промышленности благодаря своей исключительной прочности и долговечности. Вскоре последовали разработки цианакрилатов, более известных как «суперклеи», которые мгновенно завоевали рынок благодаря скорости схватывания и надежности.

Примерами промышленного использования стали клеи:

1. Мездровый. Используется в мастерских для реставрации обуви, участвует в изготовлении шкурок для шлифовальных машин, добавляется в качестве загустителя в латексный клей. Производится по этапам:
   • промывание сырья;
   • варение;
   • очищение клеевой субстанции от посторонних включений;
   • упаривание состава;
   • желатинизация;
   • высушивание.
2. Костный. Нашел широкое применение в мебельном производстве, отлично склеивает древесину разного вида. Также применяется в типографии. Производится по этапам:
   • сортировка исходника;
   • обработка от животных остатков (мяса или шерсти);
   • обезжиривание;
   • дробление костей;
   • варение под определенным температурным градусом;
   • сгустка полученного материала и желатинизация;
   • фасовка в товарные формы.
3. Рыбный. Применяется для реставрации (склеивания фресок или мозаики), для создания музыкальных инструментов, актуален в столярном деле. В производстве клеящего состава участвует чешуя рыбы и ее пузырь:
   • пузырь высушивается и варится;
   • чешуя обезжиривается, обрабатывается соляной кислотой;
   • клеевой бульон обрабатывается традиционным способом (сгустка и желатинизация).

Использование клея в современной промышленности и в быту

Современные клеевые составы отличаются такими преимуществами:

• быстро высыхают;
• негорючи;
• обеспечивают быструю и надежную сцепку с материалом;
• экономично расходуются;
• быстрое приготовление раствора (если состав имеет сыпучую форму);
• экологическая безопасность для окружающей среды и человека.

В промышленности больше всего актуальны марки:

1. Полиуретановые.
2. На основе растворителей.
3. Водно-дисперсионные.

По ходу истории в хозяйстве и быту применялись различные вариации клеевых основ:

1. Бытовой ПВА для фиксации дерева, картона.
2. Силикатный для герметизации и других видов строительных задач.
3. Эпоксидный для творчества и разных целей.
4. Канцелярский клей ПВА необходим для работы с документацией.
5. Монтажный клей для косметического ремонта.
6. Универсальный «Момент» стал необходимым клеем в каждом доме.

Классификация клеев

Классификация клея необходима для систематизации огромного разнообразия существующих строительных материалов этой группы. Она помогает выбрать подходящую марку для конкретной задачи, учитывая его физические, химические и эксплуатационные характеристики.

По типу склеивания

Адгезионные. Формируют связь между поверхностями за счет химических взаимодействий. Молекулы клея вступают в реакцию с поверхностью материала, создавая прочную сцепку. Примеры: эпоксидная смола и цианоакрилаты.

Коагуляционные. В отличие от адгезионных, коагуляционные создают связь за счет физического контакта. Они заполняют пространство между двумя поверхностями, образуя механическое сцепление. Пример: гипсовый клей.

По составу

Природные. Изготавливаются из натуральных материалов: смолы, белка, крахмала. Примеры: костный клей, казеиновый клей и древесные смолы.

Синтетические. Создаются искусственным путем из химических соединений. Участвуют эпоксидные смолы, полиуретаны, акрилаты и другие полимеры. Синтетические марки клея отличаются высокой прочностью и долговечностью, как раз они используются в качестве офисных принадлежностей и для промышленных целей.

По способу нанесения

Жидкие. Жидкая консистенция требует нанесения состава на поверхность с помощью кисти, ролика или распылителя. Пример — поливинилацетатный клей, привычный в быту ПВА, который всегда есть под рукой.

Твердые. Требуют предварительного нагрева для активации. После нагревания твердый клей становится жидким и наносится на поверхность. Пример: термоклей, используемый в пистолетах для горячего склеивания.

По назначению

Универсальные. Подходят для сцепки большинства материалов — дерева, бумаги, ткани или пластика. Марка «Момент» служит ярким примером состава универсального назначения.

Узкого назначения. Предназначены для склеивания определенных типов материалов. Например, специально разработанные для работы с деревом, для металла или для стекла.

Компания «Промресурссервис» реализует клей собственного производства СА-88 и НП-88. Первая водостойкая марка подходит для холодного и горячего нанесения, предназначена для склеивания керамики, полимеров, дерева и стекла – поставляется в емкостях массой нетто в 25 кг. НП-88 представляет собой резиновую смесь каучука и смолы, подходит для холодного способа нанесения — активно сцепляет бетон, металл, стекло. На каждую марку распространяется гарантия.

Источник фото: freepik.com