Natūralūs klijai yra dažniausiai naudojami mūsų gyvenime. Remiantis įvairiais šaltiniais, juos galima suskirstyti į gyvūninės kilmės klijus, augalinius klijus ir mineralinius klijus. Gyvūninės kilmės klijams priskiriami odos klijai, kaulų klijai, šelakas, kazeino klijai, albumino klijai, žuvų pūslių klijai ir kt.; augaliniams klijams priskiriamas krakmolas, dekstrinas, kanifolija, gumiarabikas, natūralus kaučiukas ir kt.; mineraliniams klijams priskiriamas mineralinis vaškas, asfaltas. Dėl gausaus išteklių kiekio, mažos kainos ir mažo toksiškumo jie plačiai naudojami baldų, knygų įrišimo, pakavimo ir rankdarbių gamyboje.
krakmolo klijai
XXI amžiuje krakmolo klijams pasirodžius rinkoje, pagrindiniu naujos medžiagos bruožu taps jos aplinkosauginis veiksmingumas. Krakmolas yra netoksiškas, nekenksmingas, nebrangus, biologiškai skaidus ir aplinkai nekenksmingas natūralus atsinaujinantis išteklius. Jis plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose. Ypač pastaraisiais metais pasaulinės klijų pramonės gamybos technologijos vystosi energijos taupymo, mažų sąnaudų, nekenksmingumo, didelio klampumo ir tirpiklių nenaudojimo kryptimi.
Krakmolo klijai, kaip ekologiškas aplinkos apsaugos produktas, sulaukė didelio dėmesio klijų pramonėje. Kalbant apie krakmolo klijų taikymą ir plėtrą, perspektyvos yra daug žadančios, o tyrimai ir taikymas yra didžiausi.
Pastaruoju metu krakmolas kaip klijai daugiausia naudojamas popieriuje ir popieriaus gaminiuose, tokiuose kaip kartoninių dėžių ir dėžių sandarinimas, ženklinimas, klijavimas plokštumoje, vokų klijavimas, daugiasluoksnių popierinių maišelių klijavimas ir kt.
Žemiau pateikiami keli įprasti krakmolo klijai:
Oksiduoto krakmolo klijai
Želatinizeris, pagamintas iš modifikuoto žemo polimerizacijos laipsnio krakmolo, turinčio aldehido grupę ir karboksilo grupę, ir vandens mišinio, veikiant oksidatoriui kaitinant arba želatinizeriuojant kambario temperatūroje, yra prisotintas krakmolo klijai. Krakmolui oksidavus, susidaro oksiduotas krakmolas, tirpus vandenyje, drėkinamas ir pasižymintis lipnumu.
Oksidatoriaus kiekis mažas, oksidacijos laipsnis nepakankamas, bendras krakmolo generuojamų naujų funkcinių grupių kiekis mažėja, klijų klampumas didėja, pradinis klampumas mažėja, takumas prastas. Tai daro didelę įtaką klijų rūgštingumui, skaidrumui ir hidroksilo kiekiui.
Ilgėjant reakcijos laikui, oksidacijos laipsnis didėja, karboksilo grupės kiekis didėja, o produkto klampumas palaipsniui mažėja, tačiau skaidrumas vis gerėja.
Esterifikuoti krakmolo klijai
Esterifikuoti krakmolo klijai yra neskaidomi krakmolo klijai, kurie esterifikacijos reakcijos tarp krakmolo molekulių hidroksilo grupių ir kitų medžiagų metu suteikia krakmolui naujų funkcinių grupių, taip pagerindami krakmolo klijų savybes. Dėl dalinio esterifikuoto krakmolo skersinio sujungimo padidėja klampumas, pagerėja laikymo stabilumas, pagerėja atsparumas drėgmei ir antivirusinės savybės, o klijų sluoksnis gali atlaikyti didelį, mažą ir kintamą poveikį.
Skiepyto krakmolo klijai
Krakmolo skiepijimas – tai fizikinių ir cheminių metodų taikymas, kurio metu krakmolo molekulinė grandinė generuoja laisvuosius radikalus, o susidūrus su polimero monomerais, vyksta grandininė reakcija. Krakmolo pagrindinėje grandinėje susidaro iš polimero monomerų sudaryta šoninė grandinė.
Pasinaudojant tuo, kad tiek polietileno, tiek krakmolo molekulės turi hidroksilo grupes, tarp polivinilo alkoholio ir krakmolo molekulių gali susidaryti vandeniliniai ryšiai, kurie atlieka „skiepijimo“ tarp polivinilo alkoholio ir krakmolo molekulių vaidmenį, todėl gauti krakmolo klijai pasižymi geresniu lipnumu, takumu ir antifrizinėmis savybėmis.
Kadangi krakmolo klijai yra natūralūs polimeriniai klijai, jie yra nebrangūs, netoksiški ir beskoniai, neteršia aplinkos, todėl yra plačiai tiriami ir taikomi. Pastaruoju metu krakmolo klijai daugiausia naudojami popieriuje, medvilniniuose audiniuose, vokuose, etiketėse ir gofruotame kartone.
Celiuliozės klijai
Kaip klijai naudojami celiuliozės eterio dariniai, daugiausia metilceliuliozė, etilo celiuliozė, hidroksietilceliuliozė, karboksimetilceliuliozė ir kiti etilceliuliozės (EC) dariniai: termoplastinis, vandenyje netirpus, nejoninis celiuliozės alkilo eteris.
Jis pasižymi geru cheminiu stabilumu, stipriu atsparumu šarmams, puikia elektrine izoliacija ir mechanine reologija, išlaiko stiprumą ir lankstumą tiek aukštoje, tiek žemoje temperatūroje. Jis lengvai suderinamas su vašku, derva, plastifikatoriumi ir kt., pavyzdžiui, popieriumi, guma, oda, audinių klijais.
Metilceliuliozė (CMC)joninis celiuliozės eteris. Tekstilės pramonėje CMC dažnai naudojamas kaip audinių klijavimo medžiaga, pakeičianti aukštos kokybės krakmolą. CMC padengti tekstilės gaminiai gali padidinti minkštumą ir gerokai pagerinti spausdinimo bei dažymo savybes. Maisto pramonėje įvairūs grietinėlės ledai su CMC yra gerai išlaiko formą, lengvai dažomi ir nesunkiai minkštinami. Kaip klijai, jie naudojami žnyplėms, popierinėms dėžutėms, popieriniams maišeliams, tapetams ir dirbtinei medienai gaminti.
Celiuliozės esterisdariniai: daugiausia nitroceliuliozė ir celiuliozės acetatas. Nitroceliuliozė: dar žinoma kaip celiuliozės nitratas, kurios azoto kiekis paprastai svyruoja nuo 10 % iki 14 % dėl skirtingo esterinimo laipsnio.
Didelė koncentracija paprastai vadinama ugnine medvilne, kuri buvo naudojama bedūmių ir koloidinių parako gaminių gamyboje. Maža koncentracija paprastai vadinama kolodiju. Jis netirpsta vandenyje, bet tirpsta etilo alkoholio ir eterio mišinyje, o tirpalas yra kolodijus. Kadangi kolodijaus tirpiklis išgaruoja ir sudaro tvirtą plėvelę, jis dažnai naudojamas butelių uždarymui, žaizdų apsaugai ir pirmajam plastikiniam celiulioidui istorijoje.
Jei kaip modifikatorius pridedamas tinkamas kiekis alkidinės dervos ir kaip kietiklis naudojamas tinkamas kiekis kamparo, gaunami nitroceliuliozės klijai, dažnai naudojami popieriui, audiniams, odai, stiklui, metalui ir keramikai klijuoti.
Celiuliozės acetatas: Taip pat žinomas kaip celiuliozės acetatas. Esant sieros rūgšties katalizatoriui, celiuliozė acetuojama acto rūgšties ir etanolio mišiniu, o tada pridedama praskiestos acto rūgšties, kad produktas hidrolizuojamas iki norimo esterifikacijos laipsnio.
Palyginti su nitroceliulioze, celiuliozės acetatas gali būti naudojamas tirpiklių pagrindu pagamintiems klijams, skirtiems plastikiniams gaminiams, tokiems kaip akiniai ir žaislai, klijuoti. Palyginti su celiuliozės nitratu, jis pasižymi puikiu klampumo atsparumu ir ilgaamžiškumu, tačiau prastu atsparumu rūgštims, drėgmei ir oro sąlygoms.
baltymų klijai
Baltyminiai klijai yra natūralių klijų rūšis, kurios pagrindinė žaliava yra baltymus turinčios medžiagos. Klijai gali būti gaminami iš gyvūninių ir augalinių baltymų. Pagal naudojamą baltymą jie skirstomi į gyvūninius baltymus (fenoliniai klijai, želatina, kompleksiniai baltymų klijai ir albuminas) ir augalinius baltymus (pupelių derva ir kt.). Paprastai jie turi didelį sukibimo įtempį išdžiūvę ir naudojami baldų ir medienos gaminių gamyboje. Tačiau jų atsparumas karščiui ir vandeniui yra prastas, iš kurių gyvulinių baltymų klijai yra svarbesni.
Sojų baltymų klijai: augaliniai baltymai yra ne tik svarbi maisto žaliava, bet ir plačiai naudojami ne maisto srityse. Sukurtas sojų baltymų klijų pagrindu, Johnsonas jau 1923 m. pateikė paraišką dėl sojų baltymų klijų patento.
1930 m. sojų pupelių baltymų fenolio dervos plokščių klijai („DuPont Mass Division“) nebuvo plačiai naudojami dėl silpno sukibimo stiprumo ir didelių gamybos sąnaudų.
Pastaraisiais dešimtmečiais dėl klijų rinkos plėtros pasaulinių naftos išteklių rūgštingumas ir aplinkos tarša patraukė dėmesį, todėl klijų pramonė persvarstyo naujus natūralius klijus, todėl sojų baltymų klijai vėl tapo tyrimų objektu.
Sojų klijai yra netoksiški, beskoniai, lengvai naudojami, tačiau prastai atsparūs vandeniui. Pridėjus 0,1–1,0 % (masės) skersinių jungčių, tokių kaip tiourėja, anglies disulfidas, trikarboksimetilsulfidas ir kt., galima pagerinti atsparumą vandeniui ir pagaminti klijus medienos klijavimui ir faneros gamybai.
Gyvūninių baltymų klijai: Gyvūninių baltymų klijai plačiai naudojami baldų ir medienos apdirbimo pramonėje. Dažniausiai naudojami baldai, tokie kaip kėdės, stalai, spintelės, modeliai, žaislai, sporto prekės ir terasos.
Naujesni skysti gyvūninės kilmės klijai, kurių sausųjų medžiagų kiekis yra 50–60 %, yra greitai ir lėtai kietėjantys, naudojami kietųjų plokščių spintelių rėmų plokštėms, mobiliųjų namų surinkimui, sudėtingoms laminuotoms medžiagoms ir kitoms pigesnėms terminio apdorojimo medžiagoms klijuoti. Mažais ir vidutinio dydžio klijais reikia klijų.
Gyvūnų klijai yra pagrindinis klijų tipas, naudojamas lipniose juostose. Šios juostos gali būti naudojamos tiek įprastiems lengviems mažmeninės prekybos maišeliams, tiek ir sunkioms juostoms, tokioms kaip kieto pluošto ir gofruoto kartono dėžių sandarinimas ar pakavimas siuntoms, kurioms reikalingi greiti mechaniniai veiksmai ir ilgalaikis didelis sukibimo stiprumas.
Šiuo metu kaulų klijų kiekis yra didelis, todėl odos klijai dažnai naudojami vieni arba kartu su kaulų klijais. Remiantis „Coating Online“, naudojami klijai paprastai sudaro apie 50 % kietosios medžiagos ir gali būti maišomi su dekstrinu, kurio kiekis sudaro 10–20 % sausų klijų masės, taip pat nedideliu kiekiu drėkiklio, plastifikatoriaus, gelio inhibitoriaus (jei reikia).
Klijai (60–63 ℃) paprastai maišomi su dažais ant pagrindo popieriaus, o nusėdusių kietųjų dalelių kiekis paprastai sudaro 25 % popieriaus pagrindo masės. Šlapią juostą galima džiovinti įtempiant garais kaitinamais voleliais arba reguliuojamais tiesioginio oro šildytuvais.
Be to, gyvūninės kilmės klijai naudojami švitrinio popieriaus ir marlės abrazyvų gamyboje, tekstilės ir popieriaus klijavimui ir dengimui bei knygų ir žurnalų įrišimui.
Tanino klijai
Taninas yra organinis junginys, turintis polifenolinių grupių, plačiai randamas augalų stiebuose, žievėje, šaknyse, lapuose ir vaisiuose. Daugiausia iš medžio apdirbimo žievės atraižų ir augalų, kuriuose yra daug taninų. Taninas, formaldehidas ir vanduo sumaišomi ir kaitinami, kad gautųsi tanino derva, tada pridedama kietinimo medžiaga ir užpildas, o tolygiai maišant gaunami tanino klijai.
Tanino klijai yra atsparūs karščiui ir drėgmei, o medienos klijavimo savybės yra panašios į fenolio klijų. Jie daugiausia naudojami medienos klijavimui ir kt.
lignino klijai
Ligninas yra vienas iš pagrindinių medienos komponentų, jo kiekis sudaro apie 20–40 % medienos, nusileisdamas tik celiuliozei. Ligniną sunku išgauti tiesiogiai iš medienos, o pagrindinis šaltinis yra celiuliozės atliekų skystis, kuriame itin gausu išteklių.
Ligninas naudojamas ne tik kaip klijai, bet ir kaip fenolio dervos polimeras, gaunamas veikiant fenolio grupei lignino ir formaldehido kaip klijų. Siekiant pagerinti atsparumą vandeniui, jis gali būti naudojamas kartu su žiediniu izopropano epoksidinės izocianato derva, kvailu fenoliu, rezorcinoliu ir kitais junginiais. Lignino klijai daugiausia naudojami fanerai ir medžio drožlių plokštėms klijuoti. Tačiau jo klampumas yra didelis, o spalva – sodri, todėl patobulinus, taikymo sritis gali būti išplėsta.
Arabų guma
Gumiarabikas, dar žinomas kaip akacijos derva, yra laukinių skėrių šeimos medžio eksudatas. Pavadinimas gautas dėl didelio jo kiekio arabų šalyse. Gumiarabiką daugiausia sudaro mažesnės molekulinės masės polisacharidai ir didesnės molekulinės masės akacijos glikoproteinai. Dėl gero gumiarabiko tirpumo vandenyje, jo formulė yra labai paprasta, nereikia nei šilumos, nei greitintuvų. Gumiarabikas džiūsta labai greitai. Jį galima naudoti optiniams lęšiams klijuoti, antspaudams klijuoti, prekių ženklų etiketėms klijuoti, maisto pakuotėms klijuoti ir pagalbinėms spausdinimo bei dažymo medžiagoms.
Neorganiniai klijai
Klijai, sudaryti iš neorganinių medžiagų, tokių kaip fosfatai, fosfatai, sulfatai, boro druskos, metalų oksidai ir kt., vadinami neorganiniais klijais. Jų savybės:
(1) Atsparumas aukštai temperatūrai, gali atlaikyti 1000 ℃ ar aukštesnę temperatūrą:
(2) Geros senėjimą stabdančios savybės:
(3) Nedidelis susitraukimas
(4) Didelis trapumas. Tamprumo modulis yra vienu eilės didesniu nei organinių klijų:
(5) Prastas atsparumas vandeniui, rūgštims ir šarmams.
Ar žinote? Klijai turi ir kitų panaudojimo būdų, be klijavimo.
Apsauga nuo korozijos: laivų garo vamzdžiai dažniausiai yra padengti aliuminio silikatu ir asbestu, kad būtų užtikrinta šilumos izoliacija, tačiau dėl nuotėkio arba pakaitinio šalčio ir karščio susidaro kondensatas, kuris kaupiasi ant apatinių garo vamzdžių išorinės sienelės; ir garo vamzdžiai ilgą laiką yra veikiami aukštos temperatūros, tirpios druskos. Išorinės sienelės korozijos vaidmuo yra labai svarbus.
Šiuo tikslu vandeninio stiklo serijos klijai gali būti naudojami kaip dengimo medžiagos ant apatinio aliuminio silikato sluoksnio, kad susidarytų emalio struktūros danga. Mechaninio montavimo metu komponentai dažnai tvirtinami varžtais. Ilgalaikis varžtais tvirtinamų įtaisų sąlytis su oru gali sukelti plyšinę koroziją. Mechaninio darbo metu varžtai kartais atsilaisvina dėl stiprios vibracijos.
Siekiant išspręsti šią problemą, mechaninio montavimo metu jungiamieji komponentai gali būti sujungiami neorganiniais klijais, o po to sujungiami varžtais. Tai gali atlikti ne tik sutvirtinimo, bet ir apsaugos nuo korozijos vaidmenį.
Biomedicina: medžiagos hidroksiapatito biokeramikos sudėtis yra artima neorganiniam žmogaus kaulo komponentui, pasižymi geru biologiniu suderinamumu, gali sudaryti stiprų cheminį ryšį su kaulu ir yra ideali kietųjų audinių pakaitalas.
Tačiau bendras paruoštų HA implantų tamprumo modulis yra didelis, stiprumas mažas, o aktyvumas nėra idealus. Pasirinkti fosfatinio stiklo klijai, o HA žaliavos milteliai sujungiami žemesnėje temperatūroje nei tradicinė sukepinimo temperatūra, veikiant klijams, taip sumažinant tamprumo modulį ir užtikrinant medžiagos aktyvumą.
„Cohesion Technologies Ltd.“ paskelbė sukūrusi „Coseal“ hermetiką, kuris gali būti naudojamas širdies surišimui ir yra sėkmingai taikomas klinikinėje praktikoje. Palyginus 21 širdies chirurgijos atvejį Europoje, nustatyta, kad „Coseal“ chirurgija žymiai sumažino chirurginių sąaugų skaičių, palyginti su kitais metodais. Vėlesni preliminarūs klinikiniai tyrimai parodė, kad „Coseal“ hermetikas turi didelį potencialą širdies, ginekologinėje ir pilvo chirurgijoje.
Klijų naudojimas medicinoje yra žinomas kaip naujas augimo taškas klijų pramonėje. Struktūriniai klijai, sudaryti iš epoksidinės dervos arba nesočiojo poliesterio.
Gynybos technologijose: slapti povandeniniai laivai yra vienas iš karinio jūrų laivyno įrangos modernizavimo simbolių. Svarbus povandeninių laivų slapto veikimo metodas yra garsą sugeriančių plytelių klojimas ant povandeninio laivo korpuso. Garsą sugerianti plytelė yra tam tikros rūšies guma, turinti garsą sugeriančių savybių.
Norint tvirtai sujungti duslintuvo čerpę ir valties sienos plieninę plokštę, būtina pasikliauti klijais. Naudojamas karinėje srityje: tankų priežiūroje, karinių laivų surinkime, karinių orlaivių lengvųjų bombonešių gamyboje, raketų galvučių šiluminės apsaugos sluoksnių klijavimui, maskuojamųjų medžiagų gamyboje, kovoje su terorizmu ir antiteroristinėse operacijose.
Ar tai nuostabu? Nežiūrėkite į mūsų mažą klijų juostelę, joje slypi daug žinių.
Pagrindinės klijų fizinės ir cheminės savybės
Veikimo laikas
Maksimalus laiko intervalas tarp klijų sumaišymo ir sujungiamų dalių suporavimo
Pradinis kietėjimo laikas
Laikas, per kurį susidaro nuimamas stiprumas, leidžia pakankamai stipriai tvarkyti sujungimus, įskaitant dalių perkėlimą iš armatūros
pilnas gijimo laikas
Laikas, reikalingas galutinėms mechaninėms savybėms pasiekti po klijų sumaišymo
saugojimo laikotarpis
Tam tikromis sąlygomis klijai gali išlaikyti savo naudojimo savybes ir nurodyto stiprumo laikymo laiką.
jungties stiprumas
Veikiant išorinei jėgai, įtempis, reikalingas klijų ir klijuojamos medžiagos sąsajai klijuojamoje dalyje arba jos aplinkai nutrūkti.
Šlyties stipris
Šlyties stipris reiškia šlyties jėgą, kurią jungiamasis paviršius gali atlaikyti pažeidus jungiamąją dalį, o jo vienetas išreiškiamas MPa (N/mm2).
Netolygus tempimo stipris
Didžiausia apkrova, kurią jungtis gali atlaikyti, kai jai veikiama netolygi tempimo jėga, nes apkrova daugiausia sutelkta dviejuose arba viename klijų sluoksnio krašte, o jėga skaičiuojama ilgio vienetui, o ne ploto vienetui, ir vienetas yra KN/m².
Tempimo stipris
Tempimo stipris, dar žinomas kaip vienodas atitraukimo stipris ir teigiamas tempimo stipris, reiškia tempimo jėgą ploto vienete, kai sukibimas pažeidžiamas jėgos, o vienetas išreiškiamas MPa (N/mm2).
lupimo stiprumas
Atplėšimo stipris yra didžiausia apkrova ploto vienetui, kurią galima atlaikyti, kai suklijuotos dalys yra atskirtos nurodytomis atplėšimo sąlygomis, o jos vienetas išreiškiamas KN/m².
Įrašo laikas: 2024 m. balandžio 25 d.