От смолы до ПВА. История клея

Клей является вязким веществом, которое обладает отличной способностью сцеплять различные материалы. Его используют для работы, в быту и на производстве. Интересный факт: клей появился много веков назад (9,5 тыс. лет до н. э.), задолго до развития химической промышленности.

История появления клеящих веществ и их использования

Историки утверждают, что клеящие вещества применяли еще неандертальцы, — это говорит о достаточно высоком уровне развития их интеллекта. Они нагревали над огнем деревья до вытекания смолы. Впоследствии этим веществом древние люди склеивали свои орудия труда и защиты.

Более поздние цивилизации тоже применяли клеи различного состава. Например, в Вавилоне были найдены изделия, изготовленные из слоновой кости, скрепленные смолами. По предположениям археологов им более 6 тыс. лет.

В Древнем Египте клеящие вещества применяли для склеивания папирусов, изготовления предметов мебели, инкрустации, обматывания мумий. В месте захоронения Тутанхамона была найдена шкатулка, которая предположительно сделана в 1365 г. до н.э. Она имела склеенные элементы.

Несмотря на то, что в древние времена клеящие вещества уже существовали, они не имели широкого распространения. Они не изготавливались в большом объеме и применялись в редких случаях.

Считается, что первое производство клея появилось в Голландии в 1690 г. А патент на первый клеящий материал был получен только в 1754 г. В 1872 г. Начали масштабно выпускать рыбий клей, в 1892 г. — устойчивый к влаге казеиновый, в 1896 г. — крахмальный, в 1897 г. — клей на парах мочевины с формальдегидом.

В 1912 г. Ф. Клатт открыл и запатентовал клей ПВА в Германии. Первое крупное производство этого клея было организовано в США в 37 году 20 века. Процесс основывался на изготовлении винилацетата при помощи извлечения его из газа ацетилена.

При этом считается, что клей ПВА изобрели сразу два человека независимо друг от друга. Так, в 1939 г. ученые Ли Сын Ги, Каваками и Масахидэ открыли виналон, растворимый в воде. В 1941 г. Они получили патент на вещество, которое позже стало основным компонентов ПВА. Также известно, что в 1945-1950 гг. ученые вели работы по получению ацетилена из карбида.

Использование различных клеящих веществ природного происхождения

Клеящие вещества природной этиологии бывают следующих видов:

• животные;
• растительные.

Первый вид состоит из животных белков. К ним относятся глютиновые, коллагеновые, казеиновые, альбуминовые клеи. Первые две группы подразделяются на:

• рыбий;
• мездровый;
• костный.

Для получения первого варианта используются пузыри, чешуйки и т. д. Мездровый клей производится из подкожного слоя шкур и прочих мясных отходов. Костное клеящее вещество делают из костей, которые очищают от шерсти, мяса и дробят.

В растительные клеи входят:

• крахмальный;
• смолы;
• из сои, волчьего боба, горошка, травы чины, клещевины.

Первый тип изготавливается из крахмала картофельного, рисового, пшеничного, маисового, кукурузного. Растительные клеи редко используются для склеивания дерева, т.к. они обладают низкими сцепными свойствами.

Промышленное производство и использование клея

Изготовление мездрового клея включает следующие этапы:

1. Предварительная обработка материала.
2. Золка, промывание, нейтрализация.
3. Варение.
4. Очищение и высветление клеевых бульонов.
5. Упаривание, консервация.
6. Желатинизация и высушивание.

Мездровый клей имеет широкую область применения, но чаще всего его используют для следующих целей:

• в качестве загустителя для клеящего вещества из латекса;
• в мастерских для починки обуви;
• для изготовления и склеивания картонных коробок;
• для производства шкурки шлифовальной машинки и т.д.

Этапы производства костного клея:

1. Рассортировка и измельчение сырья.
2. Обезжиривание.
3. Очищение от шерсти, остатков мяса, грязи в специализированном барабане.
4. Сортирование и дробление.
5. Варение в специализированных емкостях под определенным давлением.
6. Работы по сгустке до 40-50%.
7. Консервирование и желатинизация.
8. Фасовка в плиты и упаковки.

Костный клей используют для склеивания древесины, ДВП, ДСП в мебельной, деревообрабатывающей, бумажной, полиграфической и многих других отраслях. Также он применяется для хозяйственных нужд в качестве столярного клеящего вещества.

Для масштабного изготовления рыбного клея пузырь:

1. Очищается от внешнего и внутреннего слоя.
2. Высушивается и выбеливается.
3. Варится при 40°C.

Чешую:

1. Обезжиривают.
2. Совершают обработку соляной кислотой.
3. Промывают и нейтрализуют.
4. Варят.
5. Обрабатывают бульон стандартным методом.

Рыбный клей используют в:

• Виноделии. Для абсорбирования осадка и примесей в сырье с последующим их удалением.
• Реставрационной деятельности. В качестве основы для красок и грунта при восстановлении картин, клеящего вещества для склеивания фресок, мозаики, паркета, мебели.
• Изготовлении различных музыкальных инструментов (применимы только дорогие разновидности).
• Мебельном и столярном производстве.
• Изготовлении одежды.

Для сцепления дерева чаще используют клей в виде плиток. Работы по изготовлению рабочего раствора происходят следующим образом:

1. Доза плиточного клея помещается в бак.
2. Заливается необходимым объемом воды.
3. Оставляется на шесть-восемь часов.
4. Укладывается в котел для варки и разогревается без жидкости.
5. Фильтруется через сито.
6. Полученное разливается в эмалированную посуду, находящуюся на водяной бане.

Помимо природных клеев существуют также синтетические. Каждая разновидность имеет индивидуальную технологию производства.

Использование клея в современной промышленности и в быту

Промышленные клеи применяются в строительной, ремонтной, упаковочной и прочих отраслях. Используются различные виды клеящих веществ, которые имеют свои особенности. Однако у них есть и общие характеристики:

• экономное расходование;
• хорошее сцепление с материалом;
• быстрое высыхание;
• минимальное время на подготовку рабочего раствора;
• экологичность и отсутствие после высыхания запаха от материала;
• пожаро-, взрывобезопасность.

Рассмотрим применение клея на примере упаковочной промышленности. Для этих целей используются следующие разновидности:

• водно-дисперсионные;
• расплавы;
• на основе растворителей;
• полиуретановые без растворителя.

Для хозяйственных целей чаще всего используются следующие разновидности клея:

• казеиновый клей для бумаги, дерева, картона, фаянса, фарфора;
• силикатный (жидкое стекло) — для строительных и ремонтных материалов;
• строительный или монтажный клей — для тех же целей, что и предыдущий;
• бытовой ПВА — клей для сцепления обоев с поверхностью из штукатурки, дерева, бетона;
• канцелярский ПВА (в т. ч. клей-карандаш) — для бумаги и картона, например, для офиса или творчества;
• универсальный ПВА клей — для бумаги, кожи, дерева, ткани, стекла, металла и прочих материалов;
• супер ПВА — модифицированная версия предыдущего варианта, сцепляет и фосфор, плитку, линолеум;
• эпоксидный — является универсальным;
• ряд других видов популярных марок.

Существует много других клеев для бытовых нужд. Они предназначены для определенных материалов или являются универсальными.

Без клея не обходится практически ни одно производство. Также это вещество незаменимый помощник в быту. Клей является полезной школьной и офисной принадлежностью. Особенно удобны так называемые «карандаши». Современные клеи отличаются экологичностью, отсутствием запаха и выделения токсинов. Их можно использовать, не боясь навредить своему здоровью.