Naturalne kleje są powszechnie stosowanymi klejami w naszym życiu. Według różnych źródeł można je podzielić na klej zwierzęcy, klej roślinny i klej mineralny. Klej zwierzęcy obejmuje klej skórny, klej kostny, szelak, klej kazeinowy, klej albuminowy, klej z pęcherza rybiego itp.; klej roślinny obejmuje skrobię, dekstrynę, kalafonię, gumę arabską, kauczuk naturalny itp.; klej mineralny obejmuje wosk mineralny, asfalt Poczekaj. Ze względu na obfite źródła, niską cenę i niską toksyczność jest szeroko stosowany w meblarstwie, introligatorstwie, pakowaniu i przetwórstwie rękodzielniczym.
klej skrobiowy
Po wejściu kleju skrobiowego w XXI wiek dobra ekologiczność materiału stanie się główną cechą nowego materiału. Skrobia jest nietoksycznym, nieszkodliwym, niedrogim, biodegradowalnym i przyjaznym dla środowiska naturalnym zasobem odnawialnym. Jest szeroko stosowana w różnych gałęziach przemysłu. Zwłaszcza w ostatnich latach światowa technologia produkcji przemysłowej klejów rozwija się w kierunku oszczędności energii, niskich kosztów, braku szkód, wysokiej lepkości i braku rozpuszczalnika.
Jako rodzaj zielonego produktu ochrony środowiska, klej skrobiowy przyciągnął szeroką uwagę i wielkie zainteresowanie w przemyśle klejowym. Jeśli chodzi o zastosowanie i rozwój klejów skrobiowych, perspektywa klejów skrobiowych utlenionych skrobią kukurydzianą jest obiecująca, a badania i zastosowanie są najbardziej.
Ostatnio skrobię jako substancję klejącą stosuje się głównie w papierze i produktach papierniczych, takich jak zaklejanie kartonów i tektury, etykietowanie, klejenie powierzchni, sklejanie kopert, łączenie wielowarstwowych toreb papierowych itp.
Poniżej przedstawiono kilka powszechnie stosowanych klejów skrobiowych:
Klej skrobiowy utleniony
Żelatynizator przygotowany z mieszanki modyfikowanej skrobi o niskim stopniu polimeryzacji zawierającej grupę aldehydową i karboksylową oraz wodę pod działaniem utleniacza poprzez ogrzewanie lub żelatynizację w temperaturze pokojowej jest obciążonym klejem skrobiowym. Po utlenieniu skrobi powstaje utleniona skrobia o rozpuszczalności w wodzie, zwilżalności i kleistości.
Ilość utleniacza jest niewielka, stopień utlenienia jest niewystarczający, całkowita ilość nowych grup funkcyjnych generowanych przez skrobię maleje, lepkość kleju wzrasta, początkowa lepkość maleje, płynność jest słaba. Ma to duży wpływ na kwasowość, przezroczystość i zawartość hydroksyli w kleju.
Wraz z wydłużeniem czasu reakcji wzrasta stopień utlenienia, zwiększa się zawartość grupy karboksylowej, a lepkość produktu stopniowo maleje, ale przezroczystość jest coraz lepsza.
Klej skrobiowy estryfikowany
Estryfikowane kleje skrobiowe to niedegradowalne kleje skrobiowe, które wyposażają skrobię w nowe grupy funkcyjne poprzez reakcję estryfikacji między grupami hydroksylowymi cząsteczek skrobi i innymi substancjami, poprawiając w ten sposób wydajność klejów skrobiowych. Ze względu na częściowe usieciowanie estryfikowanej skrobi, lepkość jest zwiększona, stabilność przechowywania jest lepsza, właściwości odporne na wilgoć i antywirusowe są ulepszone, a warstwa klejąca może wytrzymać wysokie i niskie oraz naprzemienne działanie.
Klej skrobiowy szczepiony
Szczepienie skrobi polega na użyciu metod fizycznych i chemicznych, aby łańcuch cząsteczkowy skrobi generował wolne rodniki, a po napotkaniu monomerów polimerowych powstaje reakcja łańcuchowa. Łańcuch boczny złożony z monomerów polimerowych jest generowany na głównym łańcuchu skrobi.
Wykorzystując fakt, że zarówno cząsteczki polietylenu, jak i skrobi mają grupy hydroksylowe, pomiędzy cząsteczkami alkoholu poliwinylowego i skrobi mogą tworzyć się wiązania wodorowe, które pełnią rolę „szczepienia” pomiędzy cząsteczkami alkoholu poliwinylowego i skrobi, dzięki czemu uzyskany klej skrobiowy ma lepszą przyczepność, płynność i właściwości przeciwzamarzaniowe.
Ponieważ klej skrobiowy jest naturalnym klejem polimerowym, jest tani, nietoksyczny i bez smaku, a także nie zanieczyszcza środowiska, dlatego był szeroko badany i stosowany. Ostatnio kleje skrobiowe są stosowane głównie w papierze, tkaninach bawełnianych, kopertach, etykietach i tekturze falistej.
Klej celulozowy
Pochodne eteru celulozy stosowane jako kleje obejmują głównie metylocelulozę, etylocelulozę, hydroksyetylocelulozę, karboksymetylocelulozę i inne etylocelulozy (EC): termoplastyczny, nierozpuszczalny w wodzie, niejonowy alkiloeter celulozy.
Posiada dobrą stabilność chemiczną, silną odporność na alkalia, doskonałą izolację elektryczną i reologię mechaniczną, a także cechy zachowania wytrzymałości i elastyczności w wysokich i niskich temperaturach. Jest łatwo kompatybilny z woskiem, żywicą, plastyfikatorem itp., jako papier, guma, skóra, kleje do tkanin.
Metyloceluloza (CMC): jonowy eter celulozy. W przemyśle tekstylnym CMC jest często stosowany w celu zastąpienia wysokiej jakości skrobi jako środka klejącego do tkanin. Tekstylia pokryte CMC mogą zwiększyć miękkość i znacznie poprawić właściwości drukowania i barwienia. W przemyśle spożywczym różne lody śmietankowe z dodatkiem CMC mają dobrą stabilność kształtu, są łatwe do barwienia i niełatwe do zmiękczenia. Jako klej jest stosowany do produkcji szczypiec, pudełek papierowych, toreb papierowych, tapet i sztucznego drewna.
Ester celulozypochodne: głównie nitroceluloza i octan celulozy. Nitroceluloza: Znana również jako azotan celulozy, jej zawartość azotu wynosi zazwyczaj od 10% do 14% ze względu na różny stopień estryfikacji.
Wysoka zawartość jest powszechnie znana jako bawełna ogniowa, która była używana do produkcji bezdymnego i koloidalnego prochu strzelniczego. Niska zawartość jest powszechnie znana jako kolodion. Jest nierozpuszczalny w wodzie, ale rozpuszczalny w mieszanym rozpuszczalniku alkoholu etylowego i eteru, a roztworem jest kolodion. Ponieważ rozpuszczalnik kolodionowy odparowuje i tworzy wytrzymałą powłokę, jest często używany do zamknięć butelek, ochrony ran i pierwszego w historii celuloidu z tworzywa sztucznego.
Jeżeli dodamy odpowiednią ilość żywicy alkidowej jako modyfikatora i użyjemy odpowiedniej ilości kamfory jako środka utwardzającego, powstanie klej nitrocelulozowy, który jest często stosowany do łączenia papieru, tkanin, skóry, szkła, metalu i ceramiki.
Octan celulozy: znany również jako octan celulozy. W obecności katalizatora kwasu siarkowego celuloza jest octanowana mieszaniną kwasu octowego i etanolu, a następnie dodawany jest rozcieńczony kwas octowy w celu hydrolizy produktu do pożądanego stopnia estryfikacji.
W porównaniu z nitrocelulozą octan celulozy może być stosowany do formułowania klejów na bazie rozpuszczalników do łączenia produktów z tworzyw sztucznych, takich jak okulary i zabawki. W porównaniu z azotanem celulozy ma doskonałą odporność na lepkość i trwałość, ale ma słabą odporność na kwasy, wilgoć i warunki atmosferyczne.
klej białkowy
Klej proteinowy to rodzaj naturalnego kleju, którego głównym surowcem są substancje zawierające proteiny. Kleje mogą być wytwarzane z białka zwierzęcego i roślinnego. W zależności od użytego białka dzieli się je na białko zwierzęce (klej fenowy, żelatyna, złożony klej proteinowy i albumina) oraz białko roślinne (guma fasolowa itp.). Zazwyczaj mają wysokie napięcie wiązania po wyschnięciu i są stosowane w produkcji mebli i wyrobów z drewna. Jednak ich odporność na ciepło i wodę jest słaba, z czego ważniejsze są kleje z białka zwierzęcego.
Klej z białka sojowego: Białko roślinne jest nie tylko ważnym surowcem spożywczym, ale ma również szeroki zakres zastosowań w dziedzinach innych niż żywność. Opracowany na klejach z białka sojowego, już w 1923 r. Johnson złożył wniosek patentowy na kleje z białka sojowego.
W 1930 roku klej do płyt z żywicą fenolową na bazie białka sojowego (DuPont Mass Division) nie był szeroko stosowany ze względu na słabą wytrzymałość wiązania i wysokie koszty produkcji.
W ostatnich dziesięcioleciach, w związku z ekspansją rynku klejów, uwagę zwrócono na kwasowość światowych zasobów ropy naftowej i zanieczyszczenie środowiska, co skłoniło branżę klejową do ponownego rozważenia nowych, naturalnych klejów. W rezultacie kleje na bazie białka sojowego stały się ponownie przedmiotem zainteresowania badań.
Klej sojowy jest nietoksyczny, bez smaku, łatwy w użyciu, ale ma słabą odporność na wodę. Dodanie 0,1%~1,0% (masy) środków sieciujących, takich jak tiomocznik, dwusiarczek węgla, siarczek trikarboksymetylowy itp. może poprawić odporność na wodę i stworzyć kleje do łączenia drewna i produkcji sklejki.
Kleje z białka zwierzęcego: Kleje zwierzęce są szeroko stosowane w przemyśle meblarskim i przetwórstwie drewna. Do powszechnie stosowanych produktów należą meble, takie jak krzesła, stoły, szafki, modele, zabawki, artykuły sportowe i tarasy.
Nowsze płynne kleje zwierzęce o zawartości ciał stałych 50-60% obejmują typy szybkoutwardzalne i wolnoutwardzalne, które są stosowane do łączenia paneli ramowych szafek z twardej płyty, montażu domów mobilnych, trudnych laminatów i innych tańszych termicznych zwierząt. Małe i średnie zapotrzebowanie na klej okazje.
Klej zwierzęcy to podstawowy rodzaj kleju stosowanego w taśmach klejących. Taśmy te można stosować do zwykłych lekkich toreb detalicznych, jak również do taśm o dużej wytrzymałości, takich jak uszczelnianie lub pakowanie pudeł z litego włókna i tektury falistej w przypadku przesyłek, w których wymagane są szybkie operacje mechaniczne i długotrwała, wysoka wytrzymałość wiązania.
W tym momencie ilość kleju kostnego jest duża, a klej skórny jest często stosowany samodzielnie lub w połączeniu z klejem kostnym. Według Coating Online, stosowany klej jest zazwyczaj formułowany z zawartością substancji stałych wynoszącą około 50% i może być mieszany z dekstryną w ilości 10% do 20% suchej masy kleju, a także z niewielką ilością środka zwilżającego, plastyfikatora, inhibitora żelowania (w razie potrzeby).
Klej (60~63℃) jest zwykle mieszany z farbą na papierze podkładowym, a ilość osadu stałego wynosi zazwyczaj 25% masy podstawy papierowej. Mokrą taśmę można suszyć pod napięciem za pomocą wałków ogrzewanych parą lub regulowanych podgrzewaczy powietrza bezpośredniego.
Ponadto kleje pochodzenia zwierzęcego stosuje się do produkcji papieru ściernego i materiałów ściernych z gazy, do klejenia i powlekania tekstyliów i papieru oraz do oprawiania książek i czasopism.
Klej garbnikowy
Tanina to związek organiczny zawierający grupy polifenolowe, szeroko występujący w łodydze, korze, korzeniach, liściach i owocach roślin. Głównie z przetwórstwa drewna, skrawków kory i roślin o wysokiej zawartości taniny. Tanina, formaldehyd i woda są mieszane i podgrzewane w celu uzyskania żywicy taninowej, następnie dodawany jest środek utwardzający i wypełniacz, a klej taninowy uzyskuje się przez równomierne mieszanie.
Klej garbnikowy ma dobrą odporność na starzenie cieplne i wilgotne, a wydajność klejenia drewna jest podobna do kleju fenolowego. Jest głównie stosowany do klejenia drewna itp.
klej ligninowy
Lignina jest jednym z głównych składników drewna, a jej zawartość stanowi około 20-40% drewna, ustępując jedynie celulozie. Trudno jest wyekstrahować ligninę bezpośrednio z drewna, a głównym źródłem jest płynny odpad celulozowy, który jest niezwykle bogaty w zasoby.
Lignina nie jest stosowana jako klej sam w sobie, ale jako polimer żywicy fenolowej uzyskany przez działanie grupy fenolowej ligniny i formaldehydu jako kleju. W celu poprawy odporności na wodę może być stosowana w połączeniu z pierścieniowo ładowanym epoksydowym izocyjanianem izopropanu, głupim fenolem, rezorcyną i innymi związkami. Kleje ligninowe są stosowane głównie do klejenia sklejki i płyt wiórowych. Jednak jej lepkość jest wysoka, a kolor głęboki, a po ulepszeniu zakres zastosowania może zostać rozszerzony.
Guma arabska
Guma arabska, znana również jako guma akacjowa, jest wydzieliną z drzewa z rodziny szarańczy. Nazwana ze względu na jej obfitą produkcję w krajach arabskich. Guma arabska składa się głównie z polisacharydów o niższej masie cząsteczkowej i glikoprotein akacjowych o wyższej masie cząsteczkowej. Ze względu na dobrą rozpuszczalność gumy arabskiej w wodzie, formuła jest bardzo prosta, nie wymaga ani ciepła, ani akceleratorów. Guma arabska schnie niezwykle szybko. Może być stosowana do łączenia soczewek optycznych, klejenia znaczków, wklejania etykiet ze znakami towarowymi, łączenia opakowań żywności oraz drukowania i barwienia środków pomocniczych.
Klej nieorganiczny
Kleje formułowane z substancjami nieorganicznymi, takimi jak fosforany, fosforany, siarczany, sole boru, tlenki metali itp., nazywane są klejami nieorganicznymi. Ich cechy:
(1) Odporność na wysoką temperaturę, wytrzymuje temperaturę 1000 ℃ lub wyższą:
(2) Dobre właściwości przeciwstarzeniowe:
(3) Małe kurczenie się
(4) Duża kruchość. Moduł sprężystości jest o rząd stopy wyższy niż w przypadku klejów organicznych:
(5) Odporność na działanie wody, kwasów i zasad jest słaba.
Czy wiesz? Kleje mają inne zastosowania oprócz przyklejania.
Antykorozja: Rury parowe na statkach są w większości pokryte krzemianem glinu i azbestem w celu zapewnienia izolacji termicznej, ale z powodu nieszczelności lub naprzemiennego zimna i ciepła, powstaje skroplona woda, która gromadzi się na zewnętrznej ścianie dolnych rur parowych; a rury parowe są narażone na działanie wysokiej temperatury przez długi czas, a rozpuszczalne sole sprawiają, że korozja ścian zewnętrznych jest bardzo poważna.
W tym celu kleje serii szkła wodnego mogą być stosowane jako materiały powłokowe na dolnej warstwie krzemianu glinu, aby utworzyć powłokę o strukturze przypominającej emalię. W instalacji mechanicznej elementy są często przykręcane. Długotrwałe narażenie na działanie powietrza w przypadku przykręcanych urządzeń może powodować korozję szczelinową. W procesie pracy mechanicznej czasami śruby są poluzowywane z powodu silnych wibracji.
Aby rozwiązać ten problem, elementy łączące można połączyć za pomocą klejów nieorganicznych w instalacji mechanicznej, a następnie połączyć śrubami. Może to nie tylko odegrać rolę w wzmocnieniu, ale także w ochronie antykorozyjnej.
Biomedycyna: Skład materiału bioceramicznego hydroksyapatytu jest zbliżony do nieorganicznego składnika kości ludzkiej, charakteryzuje się dobrą biozgodnością, może tworzyć silne wiązanie chemiczne z kością i jest idealnym materiałem zastępczym dla tkanek twardych.
Jednakże ogólny moduł sprężystości przygotowanych implantów HA jest wysoki, a wytrzymałość niska, a aktywność nie jest idealna. Wybierany jest klej szklany fosforanowy, a proszek surowca HA jest łączony ze sobą w niższej temperaturze niż tradycyjna temperatura spiekania poprzez działanie kleju, co zmniejsza moduł sprężystości i zapewnia aktywność materiału.
Cohesion Technologies Ltd. ogłosiło, że opracowało uszczelniacz Coseal, który może być stosowany do łączenia serca i został pomyślnie zastosowany klinicznie. W wyniku porównawczego zastosowania 21 przypadków operacji kardiologicznych w Europie stwierdzono, że zastosowanie operacji Coseal znacznie zmniejszyło zrosty chirurgiczne w porównaniu z innymi metodami. Późniejsze wstępne badania kliniczne wykazały, że uszczelniacz Coseal ma duży potencjał w chirurgii kardiologicznej, ginekologicznej i brzusznej.
Zastosowanie klejów w medycynie jest znane jako nowy punkt wzrostu w przemyśle klejowym. Klej strukturalny składający się z żywicy epoksydowej lub nienasyconego poliestru.
W technologii obronnej: okręty podwodne stealth są jednym z symboli modernizacji wyposażenia marynarki wojennej. Ważną metodą stealth okrętów podwodnych jest układanie na ich kadłubie płytek dźwiękochłonnych. Płytka dźwiękochłonna to rodzaj gumy o właściwościach dźwiękochłonnych.
Aby uzyskać solidne połączenie płytki tłumika i stalowej płyty ściany łodzi, konieczne jest poleganie na kleju. Stosowany w dziedzinie wojskowej: konserwacja czołgów, montaż łodzi wojskowych, lekkie bombowce samolotów wojskowych, łączenie warstw ochrony termicznej głowic rakietowych, przygotowywanie materiałów kamuflażowych, antyterroryzm i antyterroryzm.
Czy to niesamowite? Nie patrz na nasz mały klej, jest w nim dużo wiedzy.
Główne właściwości fizyczne i chemiczne kleju
Czas działania
Maksymalny odstęp czasu pomiędzy wymieszaniem kleju a sparowaniem łączonych części
Czas początkowego utwardzania
Czas na usunięcie siły zapewnia odpowiednią siłę do obsługi połączeń, w tym ruchomych części z urządzeń
czas całkowitego utwardzania
Czas potrzebny do uzyskania końcowych właściwości mechanicznych po wymieszaniu kleju
okres przechowywania
W określonych warunkach klej może nadal zachowywać swoje właściwości użytkowe i czas przechowywania o określonej wytrzymałości
siła wiązania
Pod wpływem siły zewnętrznej naprężenie niezbędne do spowodowania rozerwania styku między klejem a materiałem klejonym w części klejącej lub jej otoczeniu
Wytrzymałość na ścinanie
Wytrzymałość na ścinanie odnosi się do siły ścinającej, jaką może wytrzymać powierzchnia łączenia, gdy część łączenia ulegnie uszkodzeniu, a jej jednostką jest MPa (N/mm2).
Nierównomierna siła odrywania
Maksymalne obciążenie, jakie połączenie może wytrzymać przy nierównomiernej sile odrywania, ponieważ obciążenie jest skoncentrowane głównie na dwóch krawędziach lub jednej krawędzi warstwy kleju, a siła jest liczona na jednostkę długości, a nie na jednostkę powierzchni, a jednostką jest KN/m.
Wytrzymałość na rozciąganie
Wytrzymałość na rozciąganie, znana również jako równomierna wytrzymałość na odrywanie i dodatnia wytrzymałość na rozciąganie, odnosi się do siły rozciągającej na jednostkę powierzchni w przypadku, gdy przyczepność zostaje naruszona przez siłę, a jednostką jest MPa (N/mm2).
wytrzymałość na odrywanie
Wytrzymałość na odrywanie to maksymalne obciążenie przypadające na jednostkę szerokości, jakie może wytrzymać klejone części, gdy zostaną rozdzielone w określonych warunkach odrywania, a jej jednostką jest kN/m.
Czas publikacji: 25-kwi-2024