Реферат на тему клей

Обновлено: 05.07.2024

Клей — вещество или смесь, а также многокомпонентные композиции на основе органических или неорганических веществ, способные соединять (склеивать) различные материалы — в частности, древесину, кожу, бумагу, ткани, стекло, керамику, металлы, пластмассы, резину.
Склеивание обусловлено образованием прочной адгезионной связи между прослойкой клея и материалами соединяемых поверхностей. На прочность клеевого шва влияет и когезия клея к поверхности .

Файлы: 1 файл

клей 2.docx

Клей — вещество или смесь, а также многокомпонентные композиции на основе органических или неорганических веществ, способные соединять (склеивать) различные материалы — в частности, древесину, кожу, бумагу, ткани, стекло, керамику, металлы, пластмассы, резину.

Склеивание обусловлено образованием прочной адгезионной связи между прослойкой клея и материалами соединяемых поверхностей. На прочность клеевого шва влияет и когезия клея к поверхности .

Клеи применяются для склеивания и как связующие для пигментов при приготовлении клеевых красок.

Клеи растительного происхождения:

Клей растительного происхождения приготовляют из крахмала, содержащегося в различных растениях. Наиболее употребителен крахмал картофеля, риса, пшеницы и кукурузы.

Крахмальный клейстер приготовляют следующим образом. В 100 г воды мелкими порциями при непрерывном помешивании всыпают 28 г крахмала. Полученный раствор нагревают до температуры, при которой загустевший крахмал становится прозрачным (приблизительно 70° С). Во время нагревания раствор необходимо интенсивно размешивать, не давая осесть крахмалу, который значительно тяжелее воды. Для уменьшения вязкости клеевого раствора во время варки крахмала добавляют 3-4% по весу едкого калия (каустика). Но крахмальный клей со щелочью вызывает окрашивание склеиваемых поверхностей дуба, красного дерева, клена и некоторых других пород.

Он применяется для картонажных работ, наклейки бумаги и материи на картон и дерево. Прочность склейки им небольшая, но имеет преимущество перед многими другими клеями в простоте действий с ним, доступности и чистоте работы.

Декстрин получают путем нагревания крахмала в слабых растворах кислот с последующим выпариванием и просушиванием порошка или путем прожигания сухого порошка крахмала. Обработанный таким образом крахмал приобретает свойство растворяться в холодной воде.

Описанные крахмальные клеи неводоупорны и легко загнивают. Они применяются для склеивания бумаги и наклеивания ее на текстиль. В моделировании они используются при обтяжке каркасов моделей папиросной бумагой. Прочность крахмального клеевого шва невелика - около 20 кг/см2.

Мучной клейстер приготовляют из пшеничной муки. Способ приготовления следующий. Одну столовую ложку муки размешивают в стакане воды, затем раствор выливают в жестяную посуду и нагревают при непрерывном помешивании до температуры 70-80° С.

В полученный клейстер можно добавить одну чайную ложку разведенного столярного клея. Клейстер применяется для оклеивания каркасов летающих моделей и склеивания бумаги. Хорошо сваренным густым клейстером пользуются при выклеивании из размоченной бумаги скорлупных деталей и обтекателей. Клейстер при высыхании дает малую усадку и мало коробит изделие.

При наличии сырого каучука клей нетрудно приготовить следующим образом. Измельченный каучук помещают в стеклянную посуду и заливают бензином первого сорта так, чтобы бензин полностью покрыл каучук. Посуду закрывают и оставляют до полного растворения каучука, затем добавляют бензин с таким расчетом, чтобы полученный клей имел густоту сливок. Резиновый клей применяется для склеивания резины, кожи и тканей.

Подготовленные таким образом поверхности соединяют, начиная с одного края. Соединять склеиваемые части нужно сразу точно, так как отрывать склеенные места и поправлять положение шва нельзя.

При склеивании кожи и тканей следует поступать так же, как и при склеивании резины, с той лишь разницей, что поверхности намазывать следует два-три раза, каждый раз давая предыдущему слою полностью просохнуть.

Клеи животного происхождения:

Коллагеновые, или глютиновые, клеи представляют группу клеев, обладающих сильной связывающей способностью; добывают их из костей, кожи и роговидных тканей животных. К ним относятся: желатин, столярный - костный и мездровый клеи, а также рыбий клей, добываемый из плавательных пузырей и костей рыб осетровых пород.

Столярные мездровые и костные клеи поступают в продажу в виде плиток темного цвета или студнеобразной мас-ры - галерты; рыбий клей - в виде тонких полупрозрачных пластинок белого цвета.

Мездровый клей дает очень прочное соединение деталей (до 150 кг/см2 на скалывание), мало тупит инструмент при обработке и дает чистую, незаметную линию склейки.

Костный клей по сравнению с мездровым обладает несколько худшей клеящей способностью и меньшей прочностью клеевого шва. В остальном мало отличается от мездрового.

Рыбий клей рекомендуется употреблять там, где нужен совершенно чистый, малозаметный и прочный шов.

Коллагеновые клеи обладают способностью повторно растворяться в воде, боятся сырости и поэтому не пригодны для гидромоделей. Раствор клея, а также плитки, если они находятся в сыром месте, легко загнивают. При высоких температурах и пересыхании клеевой шов становится хрупким.

При работе с коллагеновыми клеями температура воздуха в рабочем помещении должна быть не ниже 18°. При более низкой температуре клей быстро застудневает и не впитывается в поры склеиваемой древесины.

Кроме древесины, коллагеновые клеи хорошо склеивают бумагу, картон и текстиль.

Приготовление коллагеновых клеев. Плитки клея намачивают в холодной воде в течение 12 часов до полного набухания. Время набухания можно сократить вдвое, если плитки раздробить на мелкие куски. Полное набухание определяется отсутствием внутри плитки твердого ядра. Набухшие куски клея вынимают из воды и кладут в клееварку.

Варку клея нельзя вести на открытом огне, так как это ухудшает клеящие свойства вплоть до полной порчи клея. Нагрев клея производят в клееварке (рис. 114), представляющей собой так называемую водяную баню. В ней сосуд с клеем нагревается горячей водой, температура которой не может превышать 100° С. Но длительное нагревание клея в водяной бане при температуре 90-100° С также приводит к ухудшению качеств клея.

Клей наибольшей прочности получают варкой при температуре 70-80° С. Горячий клей должен иметь густоту жидкой сметаны.

Работа с коллагеновыми клеями. Горячий клей быстро наносят ровным слоем лубяной или щетинной кистью на склеиваемые поверхности. После смазывания поверхностей следует немного выждать, пока клей впитается в древесину. Для прочной склейки соединяемые детали нужно сжать струбциной или прессом и оставить в таком положении до полного затвердевания клеевого шва.

Мелкие детали музейных и летающих моделей удобно склеивать, применяя струбцины малого размера и различные зажимы. Образцы зажимов описаны в главе I (см. рис. 54).

Казеиновые клеи состоят из казеина (творога), получаемого из молока животных, и других компонентов, делающих казеин растворимым в воде и водоупорным при высыхании. Добавки улучшают рабочие качества и увеличивают срок годности клеевого раствора.

Казеиновые клеи в зависимости от их приготовления могут быть неводоупорными и водоупорными, сохраняя до 70% прочности шва при вымачивании склеенного изделия в воде в течение 24 часов.

Прочность склейки казеиновым клеем составляет от 100 до 140 кг/см!2 на скалывание.

Казеиновые клеи содержат значительное количество щелочи и меняют цвета многих материалов в месте склейки, давая заметный шов с радужными пятнами. Для фанеровки казеиновые клеи совсем непригодны, так как легко проходят сквозь поры шпона. Применяются они обычно для склеивания древесины и иногда текстильных и бумажных материалов.

Самодельный казеиновый клей можно приготовить следующим способом. Молоко обезжиривают на сепараторе или дают ему отстояться и закиснуть. Жиры в виде сметаны или сливок снимают, а в оставшуюся часть молока добавляют капельницей соляную или серную кислоту, вызывая этим быстрое свертывание молока и выпадение белых хлопьев казеина. Свернувшееся молоко выливают в сито или марлю и отжимают сыворотку. Полученный таким образом обезжиренный творог представляет собой казеин, который можно высушить и размельчить.

Из полученного казеина клей приготовляют таким образом. Если казеин сухой, то его смачивают водой до полного набухания. В воде казеин не растворяется, но хорошо впитывает влагу и набухает. Если казеин сделан только что и имеет вид творога, то его можно применять сразу же. Дальнейшее приготовление ведется одним из следующих способов.

Применение казеиновых клеев. Раствор казеинового клея в зависимости от его состава можно применять в течение двух-шести часов после приготовления. Казеиновый клей наносят на обе склеиваемые поверхности лубяной кистью. Щетинные кисти применять не следует, так как из-за плохой растворимости в воде загустевшего клеевого раствора кисти трудно отмывать и они быстро портятся.

Сила давления пресса мало сказывается на прочности шва. Время выдержки склеиваемых делателей в сжатом состоянии имеет решающее значение, поэтому не следует снимать зажимы ранее затвердевания шва. Время, необходимое для этого, определяется по табл. 3.

Необходимость выдержки определяется тем, что казеиновые клеи обладают большой объемной усадкой (см. рис. 114).

Такая большая усадка при преждевременном снятии струбцин может вызвать в клеевом шве разрывы и пустоты, сильно ослабляющие соединение, а также деформацию детали.

Клей наносится только на одну из склеиваемых поверхностей, которая немедленно соединяется со второй. После соединения поверхности следует слегка прижать друг к другу и при необходимости откорректировать их положение. При таком способе склеивания желательно, чтобы одна из поверхностей была пористой.

Клеи, содержащие растворитель

Такие клеи используются для различных видов поверхностей и особенно удобны в следующих случаях: когда требуется быстро получить результат; когда необходимо избежать деформации бумаги; для склеивания непористых материалов.


В клеях содержатся смола или каучук, разбавленные растворителем, например спиртом, ацетоном или метилацетатом (рис. 1).

В процессе склеивания растворитель начинает испаряться (рис. 2), в результате чего клей затвердевает (рис. 3), поэтому склеиваемые материалы должны давать растворителю возможность проникать сквозь поры (этими свойствами обладают дерево, картон, кожа и т.п.).

Для непроницаемых, герметичных материалов, таких как металл, фарфор или твердый пластик, поверхность должна быть как можно длиннее и уже, чтобы растворитель мог испаряться по краям. При их склеивании нанесите клей на обе поверхности и дайте ему подсохнуть, затем нанесите тонкий слой клея на одну из склеиваемых поверхностей еще раз и прижмите поверхности друг к другу, дайте клеевому соединению высохнуть.

Внимание: многие пластики повреждаются или даже расплавляются под действием клея, содержащего растворитель. При склеивании поверхностей из пластика всегда читайте инструкцию на упаковке.

Контактные клеи

В отличие от жидких клеев подходят для склеивания герметичных материалов, через которые не испаряется растворитель. Контактные клеи обеспечивают быстрое и прочное склеивание большинства поверхностей. Не теряют эластичные свойства после затвердевания, поэтому особенно удобны для склеивания материалов, которые после соединения должны оставаться подвижными (подошвы обуви, кожаные ремни). В виде спрея контактные клеи незаменимы при склеивании больших площадей (например, для облицовки мебели). Выпускаются в двух вариантах: с растворителем и без растворителя.

Как применять контактный клей?


Нанесите тонкий слой клея на обе склеиваемые поверхности (рис.4). На материалы с сильной впитывающей способностью (кожа, ткань) нанесите клей в несколько слоев для образования тонкой пленки.

Не соединяйте детали сразу.

Дайте клею высохнуть в течение 10-15 минут, пока он не перестанет быть липким на ощупь (рис.5). Аккуратно соедините склеиваемые поверхности и сильно сожмите их на некоторое время.

Внимание: важна сила, а не продолжительность сжатия (рис.6). Если все сделано правильно, части уже невозможно будет разъединить.

Реакционные клеи

Реакционные клеи – это клеи, которые затвердевают в результате химической, физической или каталитической реакции. В зависимости от вида реакции клеи могут быть одно- или двухкомпонентные.

Однокомпонентные реакционные клеи


Однокомпонентные реакционные клеи представляют собой неактивный отвердитель, который остается инертным в упаковке при нормальных условиях. Реакция начинается только тогда, когда отвердитель вступает в контакт со вторым реакционным компонентом, которым, в зависимости от вида клея, может выступать влажность воздуха (рис. 7, 8, 9), УФ-излучение или кислород (аэробные клеи) или, наоборот, отсутствие воздуха, например клеи с содержанием металлических ионов (анаэробные клеи).

Двухкомпонентные реакционные клеи


Представляют собой связующее вещество и отвердитель (рис.10). Эти два компонента находятся в разных упаковках и в зависимости от вида клея могут быть жидкими, пастообразными или сыпучими. При смешивании (рис.11) компоненты вступают в реакцию, образуя клеевую смесь, которую необходимо использовать как можно быстрее, так как это единственные клеи с коротким рабочим периодом (они сразу начинают затвердевать) (рис.12).

Как применять реакционный клей?

При использовании двухкомпонентных клеев связующее вещество и отвердитель смешиваются между собой в определенных пропорциях (обычно 1:1). Полученный клей необходимо нанесите на одну из склеиваемых поверхностей, после чего слегка прижать поверхности друг к другу. Клеевой слой должен быть жёстко зафиксирован до полного высыхания. Время высыхания зависит от типа клея и температуры окружающей среды. Идеальная рабочая температура около 20°C.

Внимание: полученный в результате смешивания клей должен быть использован в течение рабочего времени (от 30 минут до нескольких часов, в зависимости от типа клея).

Однокомпонентные клеи наносятся на одну из склеиваемых поверхностей, которые сразу же соединяются. Начинается немедленная реакция со вторым компонентом, присутствующим в окружающей среде или на склеиваемой поверхности. Наличие второго компонента обязательно, иначе склеивания не произойдет.

Склеивание цианоакрилатными клеями (секундные клеи) происходит в результате соединения атмосферного кислорода с влажностью окружающей среды в месте склеивания, поэтому склеиваемые поверхности необходимо поддерживать в определенном состоянии, при необходимости их можно увлажнить с помощью дыхания.

Когда используются реакционные клеи?

Когда склеиваемым поверхностям предстоит выдерживать значительные нагрузки

Когда склеиваемые поверхности должны быть особо устойчивы к высоким температурам

Когда растворитель не может испариться через склеиваемые поверхности.


Не содержат растворитель, не нуждаются в смешивании и дозировании. Начинают плавиться под действием высокой температуры при помощи клеевого термопистолета, подающего горячий клей на склеиваемые детали (рис.13). Термоклей расплавляется при температуре 110°C (UHU LT 110 ) или 210°C (UHU Hot Melt HT210) .


Самоклеющиеся материалы

Представляют собой двухсторонний скотч и клеевые подушечки, которые могут быть использованы для постоянного или перманентного крепления большинства не тяжелых материалов к различным поверхностям (рис.14).

Клей наносится только на одну из склеиваемых поверхностей, которая немедленно соединяется со второй. После соединения поверхности следует слегка прижать друг к другу и при необходимости откорректировать их положение. При таком способе склеивания желательно, чтобы одна из поверхностей была пористой.

Клеи, содержащие растворитель

Такие клеи используются для различных видов поверхностей и особенно удобны в следующих случаях: когда требуется быстро получить результат; когда необходимо избежать деформации бумаги; для склеивания непористых материалов.


В клеях содержатся смола или каучук, разбавленные растворителем, например спиртом, ацетоном или метилацетатом (рис. 1).

В процессе склеивания растворитель начинает испаряться (рис. 2), в результате чего клей затвердевает (рис. 3), поэтому склеиваемые материалы должны давать растворителю возможность проникать сквозь поры (этими свойствами обладают дерево, картон, кожа и т.п.).

Для непроницаемых, герметичных материалов, таких как металл, фарфор или твердый пластик, поверхность должна быть как можно длиннее и уже, чтобы растворитель мог испаряться по краям. При их склеивании нанесите клей на обе поверхности и дайте ему подсохнуть, затем нанесите тонкий слой клея на одну из склеиваемых поверхностей еще раз и прижмите поверхности друг к другу, дайте клеевому соединению высохнуть.

Внимание: многие пластики повреждаются или даже расплавляются под действием клея, содержащего растворитель. При склеивании поверхностей из пластика всегда читайте инструкцию на упаковке.

Контактные клеи

В отличие от жидких клеев подходят для склеивания герметичных материалов, через которые не испаряется растворитель. Контактные клеи обеспечивают быстрое и прочное склеивание большинства поверхностей. Не теряют эластичные свойства после затвердевания, поэтому особенно удобны для склеивания материалов, которые после соединения должны оставаться подвижными (подошвы обуви, кожаные ремни). В виде спрея контактные клеи незаменимы при склеивании больших площадей (например, для облицовки мебели). Выпускаются в двух вариантах: с растворителем и без растворителя.

Как применять контактный клей?


Нанесите тонкий слой клея на обе склеиваемые поверхности (рис.4). На материалы с сильной впитывающей способностью (кожа, ткань) нанесите клей в несколько слоев для образования тонкой пленки.

Не соединяйте детали сразу.

Дайте клею высохнуть в течение 10-15 минут, пока он не перестанет быть липким на ощупь (рис.5). Аккуратно соедините склеиваемые поверхности и сильно сожмите их на некоторое время.

Внимание: важна сила, а не продолжительность сжатия (рис.6). Если все сделано правильно, части уже невозможно будет разъединить.

Реакционные клеи

Реакционные клеи – это клеи, которые затвердевают в результате химической, физической или каталитической реакции. В зависимости от вида реакции клеи могут быть одно- или двухкомпонентные.

Однокомпонентные реакционные клеи


Однокомпонентные реакционные клеи представляют собой неактивный отвердитель, который остается инертным в упаковке при нормальных условиях. Реакция начинается только тогда, когда отвердитель вступает в контакт со вторым реакционным компонентом, которым, в зависимости от вида клея, может выступать влажность воздуха (рис. 7, 8, 9), УФ-излучение или кислород (аэробные клеи) или, наоборот, отсутствие воздуха, например клеи с содержанием металлических ионов (анаэробные клеи).

Двухкомпонентные реакционные клеи


Представляют собой связующее вещество и отвердитель (рис.10). Эти два компонента находятся в разных упаковках и в зависимости от вида клея могут быть жидкими, пастообразными или сыпучими. При смешивании (рис.11) компоненты вступают в реакцию, образуя клеевую смесь, которую необходимо использовать как можно быстрее, так как это единственные клеи с коротким рабочим периодом (они сразу начинают затвердевать) (рис.12).

Как применять реакционный клей?

При использовании двухкомпонентных клеев связующее вещество и отвердитель смешиваются между собой в определенных пропорциях (обычно 1:1). Полученный клей необходимо нанесите на одну из склеиваемых поверхностей, после чего слегка прижать поверхности друг к другу. Клеевой слой должен быть жёстко зафиксирован до полного высыхания. Время высыхания зависит от типа клея и температуры окружающей среды. Идеальная рабочая температура около 20°C.

Внимание: полученный в результате смешивания клей должен быть использован в течение рабочего времени (от 30 минут до нескольких часов, в зависимости от типа клея).

Однокомпонентные клеи наносятся на одну из склеиваемых поверхностей, которые сразу же соединяются. Начинается немедленная реакция со вторым компонентом, присутствующим в окружающей среде или на склеиваемой поверхности. Наличие второго компонента обязательно, иначе склеивания не произойдет.

Склеивание цианоакрилатными клеями (секундные клеи) происходит в результате соединения атмосферного кислорода с влажностью окружающей среды в месте склеивания, поэтому склеиваемые поверхности необходимо поддерживать в определенном состоянии, при необходимости их можно увлажнить с помощью дыхания.

Когда используются реакционные клеи?

Когда склеиваемым поверхностям предстоит выдерживать значительные нагрузки

Когда склеиваемые поверхности должны быть особо устойчивы к высоким температурам

Когда растворитель не может испариться через склеиваемые поверхности.


Не содержат растворитель, не нуждаются в смешивании и дозировании. Начинают плавиться под действием высокой температуры при помощи клеевого термопистолета, подающего горячий клей на склеиваемые детали (рис.13). Термоклей расплавляется при температуре 110°C (UHU LT 110 ) или 210°C (UHU Hot Melt HT210) .


Самоклеющиеся материалы

Представляют собой двухсторонний скотч и клеевые подушечки, которые могут быть использованы для постоянного или перманентного крепления большинства не тяжелых материалов к различным поверхностям (рис.14).

На уроках технологии, на занятиях в творческих мастерских и просто дома я очень часто пользуюсь такой, казалось бы, обычной вещью, как клей. Клей не кажется нам чем-то фантастическим, он давно вошел в жизнь современного человека. А ведь, если сравнить различные виды клея, можно узнать, что их очень много. Клей широко используется человечеством для самых разных нужд: в строительстве, медицине, домашнем хозяйстве, кораблестроении, автомобильной и космической промышленности и т.д. Мне стало интересно, а какие виды клея существуют, кроме хорошо знакомых мне клея-карандаша и ПВА? Чем они различаются? Можно ли сделать клей в домашних условиях своими руками? Будет он лучше или хуже промышленного?

Поэтому основной целью моей работы стало изучение такого явления, как клей, в теории и на практике.

Для выполнения данной цели должны быть исследованы следующие задачи:

  • Необходимо узнать историю появления клея
  • Определить, что лежит в основе склеивания
  • Рассмотреть виды классификаций клея
  • Изучить теории склеивания
  • Получить несколько видов клея самостоятельно
  • Определить возможность использования и применения самодельного клея
  • Сравнить его свойства с промышленными аналогами
  • Определить плюсы и минусы самодельного и промышленного клея
  • Клей можно сделать своими руками.
  • У самодельного клея есть свои преимущества перед промышленным.

Объект исследования: клей.

  • Анализ специальной литературы по теме
  • Работа с источниками в интернете
  • Опытная часть
  • Анализ и обобщение

Считается, что еще в каменном веке неандертальцы применяли клей при изготовлении орудий труда – они догадались обжечь дерево огнем и получить липкую смолу, которая и помогала им скреплять предметы между собой.

В Древнем Египте придумали использовать клеящие свойства пчелиного воска и добывать скрепляющие вещества из костей, сухожилий, кож, хрящей, отваривая их. Подобным открытием древних египтян многие хозяйки пользуются и сегодня, когда готовят холодец.

Особый вклад в развитие клея внесли древние римляне, открыв для себя клеящие способности яйца, особенно, в сочетании с молоком, зерном и даже кровью. Этот состав стал отличным строительным материалом, предшественником сегодняшнего цемента.

Первое промышленное производство клея из растений было налажено в 1690 г. в Нидерландах. До этого, в качестве основы, в основном, использовался рыбий жир. Вообще, до начала XX века клеящиеся вещества добывались именно из натуральных продуктов (каучук, молочный белок, костный клей, клей из крахмала и т.д.)

А вот стремительная разработка в начале XX века синтетических пластмасс ускорило развитие клея. Причем новые виды синтетического клея разрабатываются и в наши дни.

Понимая природу возникновения этого продукты, мы можем вывести упрощенное определение, что такое клей? Итак, клей – это вещество или смесь веществ, способные соединять (склеивать) различные материалы, такие как древесина, кожа, бумага, ткань, стекло, металл, резину и т.д. Склеивание обусловлено образованием прочной адгезионной связи между прослойкой клея и материалами соединяемых поверхностей.

В процессе изучения клея, я обратила внимание, что существует очень большое разнообразие классификации клея: по типу склеивания, по термическим свойствам, по отношению к воде, по содержанию воды, по внешнему виду и многие другие. Мне хотелось бы остановиться подробнее на 3 классификациях: по химическому составу, по физическому состоянию и по бытовому применению, назначению.

Итак, по химическому составу клей делится на природный, синтетический и искусственный. К природному (или натуральному) виду клея относятся клеи на животной, растительной и минеральной основе, такие как казеиновый, костный, и т.д. В основе синтетического клея лежат синтетические мономеры и полимеры, а также их смеси. К такому виду относятся акриловые, виниловые, силиконовые клеи и т.д. Примером искусственного клея является целлюлозный клей, полученный на основе химически модифицированного природного сырья (нитроцеллюлозы).

По физическому состоянию клей делят на жидкий и твердый. Жидкий клей представлен в виде эмульсий, растворов, суспензий и т.д. В твердом же состоянии он представляет собой пленку, порошок, гранулы и т.д. Как правило, при работе с твердым видом клея необходимо применение повышенной температуры или просто нагрева – они либо используются в виде расплава, либо наносятся на нагретую поверхность.

Существует огромное поле для применения клея, но нам ближе все-таки его бытовое назначение, поэтому рассмотрим подробнее классификацию клея именно по бытовому назначению. Мы пользуемся универсальными, хозяйственными, канцелярскими клеями, клеями специального назначения и т.д., среди которых строительные, бумажные, пищевые и т.д.

Существует несколько теорий склеивания:

  • Согласно механической теории, клей проникает в поры материалов и, удерживаясь в них, обеспечивает склеивание – представьте себе репейник на джинсах или липучку;
  • По теории межмолекулярного сцепления, молекулы клея притягивают молекулы двух поверхностей;
  • В основе химической теории лежит именно химическое взаимодействие клея и поверхности.

При этом, часть ученых полагает, что при склеивании оказывают роль все описанные факторы.

Анализ результатов экспериментов

Перейдем к практической части и попробуем сделать клей своими руками.

Эксперимент 1: Клейстер

Начнем с самого простого варианта, который еще наши прабабушки использовали для заклеивания окон и приклеивания обоев. Речь о клейстере из муки. Добавим 3 ст.л. муки в 500 мл кипящей воды. Помешивая, доводим до кипения. Остужаем. Получившийся клейстер имеет сероватый цвет и густую консистенцию сметаны и отлично соединяет бумагу и картон. После высыхания следов не остается. Можно использовать для творчества (скрапбукинг, декупаж, аппликации, текстильные поделки и т.д.) и для ремонта дома (клеить обои, например). Лучше использовать теплым сразу после приготовления. Долго не хранится.

Эксперимент 2: Канцелярский (декстриновый) клей

Варим второй вид клея – канцелярский клей из декстрина. Декстрин – полисахарид, производное крахмала. Для его получения 3 ст.л. картофельного крахмала нагреваем в духовой печи при t=200° в течение 1,5-2 ч - крахмал становится коричневым при нагревании. В остывший декстрин добавляем около 10 стол.л. воды и доводим до кипения до полного растворения порошка. В конце добавляем 1 ст.л. глицерина. Остужаем. Получившийся клей выглядит как жженая карамель, похоже пахнет. Он имеет очень густую вязкую консистенцию, напоминающую смолу дерева. Отлично соединяет бумагу, картон. После высыхания следов не остается. Можно применять для переплетных работ. Если хранить декстриновый клей правильно (в прохладном месте, в плотно закрытой стеклянной посуде – чтобы избежать его заплесневения), его срок годности может достигать нескольких месяцев. Боится мороза.

Эксперимент 3: Клей ПВА (поливинилацетат)

Пробуем сварить клей ПВА (поливинилацетат). Для этого 5 г пищевого желатина замачиваем в 1 стакане воде на 1 ч. Разбухший желатин смешиваем с со 100 г муки и 1 л дистиллированной воды. Доводим до кипения, помешивая. Лучше всего это делать на водной бане, чтобы избежать подгорания. Не кипятим. В получившуюся смесь добавляем около 4 г глицерина и 20 мл спирта. Перемешать. Остудить. Получаем клейкую густую смесь с консистенцией сметаны, имеет нерезкий запах, серый цвет. Прекрасно клеит бумагу, картон, пористые деревянные поверхности. Можно использовать для поклейки обоев на деревянную или бумажную поверхность, в творчестве (техника папье-маше, например) и т.д. Имеет короткий срок хранения. В использовании морозоустойчив, но в жидком состоянии морозов не любит.

Эксперимент 4: Клей из пенопласта

Сделаем полимерный клей из пенопласта – он делается очень просто и быстро: в небольшом количестве ацетона или любого другого растворителя мгновенно растворяется большое количество пенопласта, нарезанного небольшими кусочками. Чем больше пенопласта, тем гуще клей. Клей почти прозрачный, тягучий, имеет очень резкий неприятный запах ацетона. Долго хранится. Устойчив к морозам и достаточно устойчив к воде. При нанесении на поверхность превращается в подобие пленки. Быстро и крепко склеил пористую деревянную поверхность (пробку), гладкую пластмассовую поверхность, стекло. Отлично подходит для ремонтных и строительных работ, если нужно починить кровлю или прикрепить карниз. Склеит разбитую стеклянную посуду.

Анализ полученных видов клея и промышленных аналогов

Сравним полученные 4 вида клея с их промышленными аналогами, чтобы определить преимущества и недостатки.

Что касается клейстера из муки, то мне не удалось найти аналога заводского производства. Видимо, причина именно в муке и очень небольшом сроке годности. Это самый большой недостаток клейстера – он не хранится больше суток и годен для использования сразу после приготовления. Главный плюс такого вида клея – скорость и простота его приготовления и низкая себестоимость из-за небольшого количества доступных продуктов.

Декстриновый канцелярский клей можно сравнить с магазинным клеем для обоев, произведенным на основе модифицированного крахмала. В зависимости от добавок он предназначается для разных видов обоев или может быть универсальным, т.е. подходить для всех видов обоев. Недостатком самодельного клея может считаться его сравнительно долгий процесс приготовления, если нет готового декстрина. Из-за густой структуры готовый клей имеет большой расход. Зато он может долго храниться при соблюдении необходимых предосторожностей и очень недорого стоит. Что касается промышленного клея для обоев, то он представлен в виде порошка, требующего добавления воды для использования. В виде порошка он может долго храниться (до нескольких лет) в сухом месте, но важно отметить, что его цена получается дороже сделанного своими руками.

Клей ПВА в магазине представлен различными вариациями (универсальный, влагостойкий, суперклей, клей-момент ПВА столярный и т.д.). Особенность этого вида – его способность усиливать адгезию других строительных растворов при смешивании с ним. Недостатки самодельного ПВА, в первую очередь, заключаются в большом количестве ингредиентов, которые требуются для его приготовления, следовательно, и в сложности этого процесса. Кроме того, важный минус – это очень короткий срок хранения этого клея, в отличие от заводского аналога. Магазинный ПВА и хранится в течение нескольких лет, и имеет более широкий диапазон для использования. Единственный плюс ПВА, сделанного своими руками, это его себестоимость – она ниже промышленного.

Явные преимущества клея из пенопласта, сделанного своими руками – это очень быстрое и простое его приготовление, которое действительно поможет сэкономить время и деньги, особенно, если этот вид клея нужен срочно во время ремонта или строительства, например. Для сравнения с самодельным брался магазинный аналог клея для плинтусов. По сути, особой разницы с тем, что мы сделали сами, не нашлось. А по цене он вышел дороже.

В процессе исследования были выполнены следующие задачи:

  • Получено представление об истории появления клея в жизни человека
  • Определен принцип работы клея
  • Изучены теории склеивания
  • Рассмотрены виды классификаций
  • Изготовлено 4 вида клея самостоятельно
  • Определены основные возможности использования полученного самодельного клея
  • Проведено сравнение полученного клея с его промышленными аналогами
  • Выведены основные преимущества и недостатки самодельного и промышленного клея

Проведя все эти опыты и исследования, я поняла, что существует огромное количество клеев самых разных видов, которые используются для самых разных целей. Существуют клеи для ремонта автомобилей, для скрепления металлических деталей, рельсов или даже краев операционных ран. Ассортимент и возможности для использования таких веществ огромен. При этом, наука все больше продвигается вперед, изучая и усовершенствуя свои разработки.

Выдвинутые гипотезы подтверждены:

  • каждый из нас, проявив смекалку и терпение, может изготовить некоторые виды клея в домашних условиях для домашних нужд.
  • промышленный клей отличается долгим сроком хранения, расширенной возможностью использования, большим выбором, однако клей, сделанный своими руками, помогает сэкономить время и деньги и быть уверенным в результате!

Конечно, мне еще есть куда стремиться в изучении такого интересного явления, как клей. В планах попытка сделать универсальный клей и довести до совершенства ПВА, увеличив его срок хранения и диапазон использования.

На уроках технологии, на занятиях в творческих мастерских и просто дома я очень часто пользуюсь такой, казалось бы, обычной вещью, как клей. Клей не кажется нам чем-то фантастическим, он давно вошел в жизнь современного человека. А ведь, если сравнить различные виды клея, можно узнать, что их очень много. Клей широко используется человечеством для самых разных нужд: в строительстве, медицине, домашнем хозяйстве, кораблестроении, автомобильной и космической промышленности и т.д. Мне стало интересно, а какие виды клея существуют, кроме хорошо знакомых мне клея-карандаша и ПВА? Чем они различаются? Можно ли сделать клей в домашних условиях своими руками? Будет он лучше или хуже промышленного?

Поэтому основной целью моей работы стало изучение такого явления, как клей, в теории и на практике.

Для выполнения данной цели должны быть исследованы следующие задачи:

  • Необходимо узнать историю появления клея
  • Определить, что лежит в основе склеивания
  • Рассмотреть виды классификаций клея
  • Изучить теории склеивания
  • Получить несколько видов клея самостоятельно
  • Определить возможность использования и применения самодельного клея
  • Сравнить его свойства с промышленными аналогами
  • Определить плюсы и минусы самодельного и промышленного клея
  • Клей можно сделать своими руками.
  • У самодельного клея есть свои преимущества перед промышленным.

Объект исследования: клей.

  • Анализ специальной литературы по теме
  • Работа с источниками в интернете
  • Опытная часть
  • Анализ и обобщение

Считается, что еще в каменном веке неандертальцы применяли клей при изготовлении орудий труда – они догадались обжечь дерево огнем и получить липкую смолу, которая и помогала им скреплять предметы между собой.

В Древнем Египте придумали использовать клеящие свойства пчелиного воска и добывать скрепляющие вещества из костей, сухожилий, кож, хрящей, отваривая их. Подобным открытием древних египтян многие хозяйки пользуются и сегодня, когда готовят холодец.

Особый вклад в развитие клея внесли древние римляне, открыв для себя клеящие способности яйца, особенно, в сочетании с молоком, зерном и даже кровью. Этот состав стал отличным строительным материалом, предшественником сегодняшнего цемента.

Первое промышленное производство клея из растений было налажено в 1690 г. в Нидерландах. До этого, в качестве основы, в основном, использовался рыбий жир. Вообще, до начала XX века клеящиеся вещества добывались именно из натуральных продуктов (каучук, молочный белок, костный клей, клей из крахмала и т.д.)

А вот стремительная разработка в начале XX века синтетических пластмасс ускорило развитие клея. Причем новые виды синтетического клея разрабатываются и в наши дни.

Понимая природу возникновения этого продукты, мы можем вывести упрощенное определение, что такое клей? Итак, клей – это вещество или смесь веществ, способные соединять (склеивать) различные материалы, такие как древесина, кожа, бумага, ткань, стекло, металл, резину и т.д. Склеивание обусловлено образованием прочной адгезионной связи между прослойкой клея и материалами соединяемых поверхностей.

В процессе изучения клея, я обратила внимание, что существует очень большое разнообразие классификации клея: по типу склеивания, по термическим свойствам, по отношению к воде, по содержанию воды, по внешнему виду и многие другие. Мне хотелось бы остановиться подробнее на 3 классификациях: по химическому составу, по физическому состоянию и по бытовому применению, назначению.

Итак, по химическому составу клей делится на природный, синтетический и искусственный. К природному (или натуральному) виду клея относятся клеи на животной, растительной и минеральной основе, такие как казеиновый, костный, и т.д. В основе синтетического клея лежат синтетические мономеры и полимеры, а также их смеси. К такому виду относятся акриловые, виниловые, силиконовые клеи и т.д. Примером искусственного клея является целлюлозный клей, полученный на основе химически модифицированного природного сырья (нитроцеллюлозы).

По физическому состоянию клей делят на жидкий и твердый. Жидкий клей представлен в виде эмульсий, растворов, суспензий и т.д. В твердом же состоянии он представляет собой пленку, порошок, гранулы и т.д. Как правило, при работе с твердым видом клея необходимо применение повышенной температуры или просто нагрева – они либо используются в виде расплава, либо наносятся на нагретую поверхность.

Существует огромное поле для применения клея, но нам ближе все-таки его бытовое назначение, поэтому рассмотрим подробнее классификацию клея именно по бытовому назначению. Мы пользуемся универсальными, хозяйственными, канцелярскими клеями, клеями специального назначения и т.д., среди которых строительные, бумажные, пищевые и т.д.

Существует несколько теорий склеивания:

  • Согласно механической теории, клей проникает в поры материалов и, удерживаясь в них, обеспечивает склеивание – представьте себе репейник на джинсах или липучку;
  • По теории межмолекулярного сцепления, молекулы клея притягивают молекулы двух поверхностей;
  • В основе химической теории лежит именно химическое взаимодействие клея и поверхности.

При этом, часть ученых полагает, что при склеивании оказывают роль все описанные факторы.

Анализ результатов экспериментов

Перейдем к практической части и попробуем сделать клей своими руками.

Эксперимент 1: Клейстер

Начнем с самого простого варианта, который еще наши прабабушки использовали для заклеивания окон и приклеивания обоев. Речь о клейстере из муки. Добавим 3 ст.л. муки в 500 мл кипящей воды. Помешивая, доводим до кипения. Остужаем. Получившийся клейстер имеет сероватый цвет и густую консистенцию сметаны и отлично соединяет бумагу и картон. После высыхания следов не остается. Можно использовать для творчества (скрапбукинг, декупаж, аппликации, текстильные поделки и т.д.) и для ремонта дома (клеить обои, например). Лучше использовать теплым сразу после приготовления. Долго не хранится.

Эксперимент 2: Канцелярский (декстриновый) клей

Варим второй вид клея – канцелярский клей из декстрина. Декстрин – полисахарид, производное крахмала. Для его получения 3 ст.л. картофельного крахмала нагреваем в духовой печи при t=200° в течение 1,5-2 ч - крахмал становится коричневым при нагревании. В остывший декстрин добавляем около 10 стол.л. воды и доводим до кипения до полного растворения порошка. В конце добавляем 1 ст.л. глицерина. Остужаем. Получившийся клей выглядит как жженая карамель, похоже пахнет. Он имеет очень густую вязкую консистенцию, напоминающую смолу дерева. Отлично соединяет бумагу, картон. После высыхания следов не остается. Можно применять для переплетных работ. Если хранить декстриновый клей правильно (в прохладном месте, в плотно закрытой стеклянной посуде – чтобы избежать его заплесневения), его срок годности может достигать нескольких месяцев. Боится мороза.

Эксперимент 3: Клей ПВА (поливинилацетат)

Пробуем сварить клей ПВА (поливинилацетат). Для этого 5 г пищевого желатина замачиваем в 1 стакане воде на 1 ч. Разбухший желатин смешиваем с со 100 г муки и 1 л дистиллированной воды. Доводим до кипения, помешивая. Лучше всего это делать на водной бане, чтобы избежать подгорания. Не кипятим. В получившуюся смесь добавляем около 4 г глицерина и 20 мл спирта. Перемешать. Остудить. Получаем клейкую густую смесь с консистенцией сметаны, имеет нерезкий запах, серый цвет. Прекрасно клеит бумагу, картон, пористые деревянные поверхности. Можно использовать для поклейки обоев на деревянную или бумажную поверхность, в творчестве (техника папье-маше, например) и т.д. Имеет короткий срок хранения. В использовании морозоустойчив, но в жидком состоянии морозов не любит.

Эксперимент 4: Клей из пенопласта

Сделаем полимерный клей из пенопласта – он делается очень просто и быстро: в небольшом количестве ацетона или любого другого растворителя мгновенно растворяется большое количество пенопласта, нарезанного небольшими кусочками. Чем больше пенопласта, тем гуще клей. Клей почти прозрачный, тягучий, имеет очень резкий неприятный запах ацетона. Долго хранится. Устойчив к морозам и достаточно устойчив к воде. При нанесении на поверхность превращается в подобие пленки. Быстро и крепко склеил пористую деревянную поверхность (пробку), гладкую пластмассовую поверхность, стекло. Отлично подходит для ремонтных и строительных работ, если нужно починить кровлю или прикрепить карниз. Склеит разбитую стеклянную посуду.

Анализ полученных видов клея и промышленных аналогов

Сравним полученные 4 вида клея с их промышленными аналогами, чтобы определить преимущества и недостатки.

Что касается клейстера из муки, то мне не удалось найти аналога заводского производства. Видимо, причина именно в муке и очень небольшом сроке годности. Это самый большой недостаток клейстера – он не хранится больше суток и годен для использования сразу после приготовления. Главный плюс такого вида клея – скорость и простота его приготовления и низкая себестоимость из-за небольшого количества доступных продуктов.

Декстриновый канцелярский клей можно сравнить с магазинным клеем для обоев, произведенным на основе модифицированного крахмала. В зависимости от добавок он предназначается для разных видов обоев или может быть универсальным, т.е. подходить для всех видов обоев. Недостатком самодельного клея может считаться его сравнительно долгий процесс приготовления, если нет готового декстрина. Из-за густой структуры готовый клей имеет большой расход. Зато он может долго храниться при соблюдении необходимых предосторожностей и очень недорого стоит. Что касается промышленного клея для обоев, то он представлен в виде порошка, требующего добавления воды для использования. В виде порошка он может долго храниться (до нескольких лет) в сухом месте, но важно отметить, что его цена получается дороже сделанного своими руками.

Клей ПВА в магазине представлен различными вариациями (универсальный, влагостойкий, суперклей, клей-момент ПВА столярный и т.д.). Особенность этого вида – его способность усиливать адгезию других строительных растворов при смешивании с ним. Недостатки самодельного ПВА, в первую очередь, заключаются в большом количестве ингредиентов, которые требуются для его приготовления, следовательно, и в сложности этого процесса. Кроме того, важный минус – это очень короткий срок хранения этого клея, в отличие от заводского аналога. Магазинный ПВА и хранится в течение нескольких лет, и имеет более широкий диапазон для использования. Единственный плюс ПВА, сделанного своими руками, это его себестоимость – она ниже промышленного.

Явные преимущества клея из пенопласта, сделанного своими руками – это очень быстрое и простое его приготовление, которое действительно поможет сэкономить время и деньги, особенно, если этот вид клея нужен срочно во время ремонта или строительства, например. Для сравнения с самодельным брался магазинный аналог клея для плинтусов. По сути, особой разницы с тем, что мы сделали сами, не нашлось. А по цене он вышел дороже.

В процессе исследования были выполнены следующие задачи:

  • Получено представление об истории появления клея в жизни человека
  • Определен принцип работы клея
  • Изучены теории склеивания
  • Рассмотрены виды классификаций
  • Изготовлено 4 вида клея самостоятельно
  • Определены основные возможности использования полученного самодельного клея
  • Проведено сравнение полученного клея с его промышленными аналогами
  • Выведены основные преимущества и недостатки самодельного и промышленного клея

Проведя все эти опыты и исследования, я поняла, что существует огромное количество клеев самых разных видов, которые используются для самых разных целей. Существуют клеи для ремонта автомобилей, для скрепления металлических деталей, рельсов или даже краев операционных ран. Ассортимент и возможности для использования таких веществ огромен. При этом, наука все больше продвигается вперед, изучая и усовершенствуя свои разработки.

Выдвинутые гипотезы подтверждены:

  • каждый из нас, проявив смекалку и терпение, может изготовить некоторые виды клея в домашних условиях для домашних нужд.
  • промышленный клей отличается долгим сроком хранения, расширенной возможностью использования, большим выбором, однако клей, сделанный своими руками, помогает сэкономить время и деньги и быть уверенным в результате!

Конечно, мне еще есть куда стремиться в изучении такого интересного явления, как клей. В планах попытка сделать универсальный клей и довести до совершенства ПВА, увеличив его срок хранения и диапазон использования.

Читайте также: