Клей Клей

Клеи — это вещества, которые позволяют нам склеивать два материала. Они доступны в природе или получены синтетическим путем и встречаются во многих различных формах.

Клеи основаны на полимерах – цепочках атомов, которые легко связываются друг с другом (когезия) и с другими веществами (адгезия). Большинство клеев содержат воду в своей формуле, поэтому они не затвердевают сразу после нанесения.

Химическая связь

Химическая связь является одним из наиболее важных понятий в химии и объясняет многие другие химические явления, например, как работают молекулы и реакции. Это также объясняет, почему атомы притягиваются друг к другу и как образуются продукты после протекания реакции.

Процесс химической связи включает перенос электронов между двумя атомами для создания стабильной молекулы. Атомы, которые теряют электроны, имеют отрицательный заряд, а те, которые приобретают электроны, имеют положительный заряд.

Перенос электронов между атомами может происходить различными способами, в том числе посредством ковалентной связи, ван-дер-ваальсовых связей, валентных связей и образования молекулярного водорода (Н). Некоторые типы химической связи включают перенос электронов между атомом металла и атомом неметалла, в то время как другие включают перенос электронов между различными группами атомов.

Чтобы образовалась химическая связь, два атома должны иметь равновесное расстояние, при котором потенциальная энергия системы минимальна и отталкивание прекращается. Это называется длиной связи молекулы.

Связи между двумя атомами могут быть постоянными или временными, в зависимости от их прочности. Сильные химические взаимодействия между атомами приводят к постоянным химическим связям, тогда как более слабые химические взаимодействия приводят к временной адгезии.

Если поверхность не готова к склеиванию, ее можно изменить несколькими способами. К ним относятся предварительная обработка поверхности, клейкие грунтовки и покрытия для улучшения адгезии.

Использование правильного клея имеет решающее значение для успешного склеивания двух поверхностей. Вам нужно выбрать полимер, который может образовывать связи как с подложкой, так и с самим клеем. Например, эпоксидные смолы можно использовать для склеивания стекла и дерева, а термопластичные полимеры можно использовать для соединения пластиков, таких как алюминий с алюминиевым покрытием.

Если вы не уверены, какой тип клея лучше всего подходит для вашего применения, проконсультируйтесь со специалистом. Они могут помочь вам определить лучший продукт для вашего проекта и гарантировать, что вы получите хорошее сцепление без повреждения соединяемых поверхностей.

При выборе клея учитывайте тип подложек, которые он будет соединять, и диапазон температур, в котором он должен работать. Как правило, клеи, предназначенные для определенного температурного диапазона, более долговечны, чем те, которые этого не делают. Вы также можете рассмотреть продукт, который был разработан, чтобы противостоять определенным химическим веществам или температурам.

Связь Ван-дер-Ваальса

Силы Ван-дер-Ваальса представляют собой химические силы, зависящие от короткодействующих расстояний, которые не связаны с ковалентными или ионными связями. Они возникают между молекулами, расположенными близко друг к другу, например, когда атомы и молекулы контактируют друг с другом. Они слабее как ковалентных, так и ионных связей, но все же играют важную роль в молекулах.

Для них характерно сильное притяжение, если молекулы находятся близко друг к другу, и сильное отталкивание, если они далеко друг от друга. Их сила не зависит от температуры, за исключением диполь-дипольных взаимодействий.

Адсорбция газообразных молекул на поверхности адсорбента и когезия конденсированных фаз могут быть объяснены силами Ван-дер-Ваальса. Их также можно использовать для объяснения образования когезионных порошков, которые менее легко псевдоожижаются или транспортируются пневматически, чем их более крупнозернистые аналоги.

Эти межмолекулярные силы являются результатом временной близости между областями контрастной электронной плотности в соседних молекулах. В некоторых веществах эти близости индуцируются постоянными электрическими диполями в молекуле, которые временно искажают электронное распределение соседних полярных или неполярных молекул.

Графит, например, состоит из множества слоев тонких листов с делокализованными электронами на каждом атоме углерода. Когда эти делокализованные электроны перемещаются, они генерируют очень большие временные диполи, которые индуцируют противоположные диполи в слоях над и под ними. Эти временные диполи в конечном итоге могут быть индуцированы во всем кристалле.

Клеи, как и клей, используют соединение Ван-дер-Ваальса для склеивания двух поверхностей. Клей состоит из крошечных молекул с очень слабыми электростатическими силами между ними, которые притягивают поверхность, на которую он нанесен, и молекулы на другой поверхности.

Когда вы наносите клей, он создает миллионы очень слабых электростатических сил между молекулами как на поверхности, на которую он нанесен, так и на другой поверхности. Они называются силами Ван-дер-Ваальса в честь физика Йоханнеса Дидерика Ван-дер-Ваальса, открывшего их.

Силы Ван-дер-Ваальса являются основой всей «липкости» клеев. Они также помогают склеивать клеи с другими материалами, включая дерево, металл и пластик. Они также являются ключевым фактором сцепления конечностей гекконов, у которых есть щетинки на ногах, которые позволяют им прилипать к стенам и карабкаться по ним.

Когезионная связь

Клеевые клеи являются одним из наиболее распространенных типов клеев, используемых для склеивания материалов в различных областях. К ним относятся транспортные средства, медицинские приборы, средства личной гигиены и здания. Клеи могут быть жидкими или пастообразными и могут связываться при контакте или требуют этапов отверждения перед использованием. Они также могут быть изготовлены для жестких или гибких соединений или двойных уплотнений.

Будь то связь между водой и воском или клеем и голой краской, то, как эти жидкости слипаются, представляет собой сложный процесс, включающий химические изменения на микроскопическом уровне. Используя эти знания, инженеры могут принимать более обоснованные решения при выборе наилучшего клея для своего применения.

Адгезионная адгезия определяется ИЮПАК как «процесс прикрепления вещества к поверхности другого вещества». Процесс клеевого соединения требует хорошего смачивания материала подложки и совместимости молекулярных групп клея и подложки. Это достигается за счет химической реакции между клеем и подложкой, которая вызывает изменение молекулярной структуры двух материалов.

Прочность адгезионной адгезии часто определяется измерением, называемым работой адгезии, которая используется для определения силы, необходимой для разрыва склеиваемого изделия. Это особенно важно в механических приложениях, таких как силы сдвига и расщепления, возникающие в процессе соединения.

На прочность клея может влиять множество различных факторов, в том числе тип напряжения, которое будет воздействовать на склеиваемый продукт. Знание того, какие нагрузки будут наиболее вероятными для склеиваемого изделия, позволит инженерам выбрать клей с наибольшей когезионной силой.

Прочность адгезионной адгезии зависит от угла th между касательной к поверхности жидкости и поверхностью подложки, который называется контактным углом. Если угол th мал, то между жидкостью и подложкой будет высокий уровень силы сцепления. С другой стороны, если угол th велик, то сила сцепления между жидкостью и поверхностью будет низкой.

Механическое соединение

Клеевое соединение является распространенным методом соединения материалов. Его можно использовать для соединения металлов, пластмасс, стекла, резины, керамики и многих других материалов друг с другом. Кроме того, клеи также можно использовать для герметизации стыков между двумя материалами. Это позволяет им равномерно распределять стрессовые нагрузки, уменьшая нагрузку на соединение и предотвращая коррозию.

Механическое склеивание предполагает использование клеевого клея, обычно полиуретанового или метакрилатного клея. Эти клеи прочны и могут наноситься как на тонкие, так и на толстые подложки, в том числе обработанные химическими веществами или подвергшиеся коррозии.

Клеевые клеи обычно отверждаются под давлением, но также могут отверждаться светом. Это делает их хорошим выбором для соединения различных подложек, так как они просты в обращении и не меняют своей формы.

Хороший способ подготовить поверхности к механическому соединению — отшлифовать их и отшлифовать наждачной бумагой, чтобы удалить любое поверхностное покрытие или загрязнения, такие как краска, ржавчина или жир. Химическая предварительная обработка, такая как травление кислотой или погружение материала в растворитель, также может помочь.

Шероховатость поверхностей увеличит площадь поверхности, доступную для проникновения клея в поры, что является важной частью того, как клей может сцепляться с адгезивом. Это особенно важно, если подложки представляют собой тяжелые глиняные покрытия.

Еще одним преимуществом этого метода склеивания является то, что его можно применять как к большим, так и к маленьким деталям, обеспечивая равномерное распределение нагрузки. Это может быть полезно при использовании процесса для соединения легких компонентов конструкции, например, при изготовлении кузова автомобиля.

Однако отсутствие мгновенной прочности сцепления может затруднить его использование в некоторых случаях. Эту проблему можно решить, комбинируя клей с другими методами соединения, такими как точечная сварка или заклепки. Это известно как гибридное соединение и приводит к снижению пиков напряжения, которые могут возникнуть в процессе соединения, что позволяет клею обеспечить мгновенную прочность соединения.

Способность снижать кинетическую реакционную способность продукта привела к разработке нового класса материалов, называемых MIMA, которые способны предотвращать нежелательные реакции путем изменения стерических затруднений на механическом интерфейсе. Это привело к ряду технологических применений, включая защиту органических красителей от разрушения в окружающей среде.