fachowo

ePodloga.pl / Artykuły

Kleje – kompendium wiedzy

23-10-2009, opracowanie: ePodloga.pl

 

Chcąc zrozumieć działanie kleju powinniśmy najpierw zrozumieć zjawiska adhezji i kohezji. Adhezja to zjawisko przylegania i łączenie ze sobą powierzchni warstw różnych ciał w stanie skupienia ciekłym lub stałym. Jest to inaczej mówiąc siła połączenia dwóch materiałów. O tym jak silne jest połączenie decyduje praca, jaką należy wykonać, aby dwa złączone ze sobą ciała rozdzielić. Kohezja natomiast związana jest z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi wewnątrz ciała. Miarą kohezji jest praca potrzebna do rozdzielenie określonego ciała na części. Zatem, najprościej mówiąc adhezja to zjawisko połączenia cząsteczek dwóch ciał. Kohezja zjawisko połączenia cząsteczek wewnątrz ciała.

Klej ma na celu zwiększenie zjawiska adhezji pomiędzy dwoma powierzchniami. Aby tego dokonać pomiędzy nimi musi powstać odpowiednio silna (o dużej kohezji) spoina. Cząsteczki tej spoiny pomimo dużej kohezji muszą również znajdować się jak najbliżej cząsteczek powierzchni łączonych. Dlatego elementy klejone należy podczas ich klejenia w miarę możliwości dociskać do siebie.

Cząsteczki oddziaływają i przyciągają się wzajemnie tylko w bardzo blisko sobie (ok. 0.4nm). Osiągnięcie takich odległości pomiędzy cząsteczkami dwóch różnych ciał w stałym stanie skupienia jest niemożliwe w warunkach normalnych. Spowodowane jest to kilkoma czynnikami. Przede wszystkim każda powierzchnia posiada swoją chropowatość. W zależności od materiału nie jest ona mniejsza niż 10nm. Ponadto w warunkach normalnych między łączonymi powierzchniami wytwarza się warstwa zaadsorbowanego powietrza, która uniemożliwia cząsteczkom odpowiednie zbliżenie się do siebie. Trochę inaczej zachowują się ciała w ciekłym stanie skupienia. Ciecz posiada bardzo specyficzną właściwość dostosowywania swojego kształtu do innej powierzchni oraz wypełniana nierówności. Tłumaczy to fakt, dlaczego klej jest w ciekłym stanie skupienia.

Zatem podstawowym składnikiem większości klejów powinien być jakiś rozpuszczalnik. Typ użytego rozpuszczalnika jest podstawowym klasyfikatorem, jeśli chodzi o kleje dyspersyjne. Klej może być na bazie rozpuszczalników nieorganicznych (woda) lub rozpuszczalników organicznych (głównie alkohole). Mówiąc kleje wodne mamy na myśli rozpuszczalniki nieorganiczne, natomiast mówiąc kleje rozpuszczalnikowe chodzi o rozpuszczalniki organiczne. Podziału związków najprościej dokonać w oparciu o występowanie atomów węgla lub tlenków węgla. Związki organiczne w tym woda takich nie posiadają, dlatego oparte na nich kleje są bardziej przyjazne naszemu zdrowiu i środowisku. Z klejami rozpuszczalnikowymi (organicznymi) wiąże się również wydzielanie przykrego zapachu podczas schnięcia (parowanie rozpuszczalników do otoczenia).

Drugim podstawowym składnikiem kleju jest substancja rozpuszczona w rozpuszczalniku. To od niej tak naprawdę zależy jak silnie wiązać będzie klej. Substancja ta przede wszystkim powinna charakteryzować się dużą masą cząsteczkową (polimery) i to właśnie od typu użytych w kleju polimerów zależeć będą jego właściwości. Polimery przede wszystkim powinny zapewniać silne wiązanie międzycząsteczkowe. Niektóre z nich charakteryzują się również elastycznością, oznacza to, że potrafią one zmieniać i dostosowywać swój kształt na skutek zewnętrznych sił. Polimery takie nazywane są elastomerami i zaliczyć do nich można na przykład kauczuk lub popularne poliuretany. Może to mieć istotne znaczenie w przypadku klejenia elementów, które mogą zmieniać swój rozmiar (na przykład drewno narażone na duże zmiany na skutek wilgoci lub temperatury). Często możemy też spotkać kopolimery, jest to specjalny rodzaj polimerów, których łańcuchy zawierają dwa lub więcej rodzajów merów.

Polimery mogą być już gotowym składnikiem kleju w postaci koloidalnej zawiesiny (są to tzw. kleje jednoskładnikowe) lub mogą powstawać na wskutek polimeryzacji/utwardzania (kleje dwuskładnikowe). Polimeryzacja to najprościej mówiąc zamiana monomerów w polimery dzięki tzw. inicjatorowi.

polimeryzacja.JPG

Proces polimeryzacji może przechodzić w różnych warunkach. W odniesieniu do kleju interesować będą nas dwa typy:

Polimeryzację w roztworze, inaczej polimeryzacja rozpuszczalnikowa, w której środowiskiem polimeryzacji jest odpowiedni rozpuszczalnik. Rozpuszcza się zarówno monomery jak i inicjator. Powstałe tak kleje to kleje rozpuszczalnikowe dwuskładnikowe.

Polimeryzację w bloku, w którym do ciekłego monomeru dodaje się inicjator. W wyniku polimeryzacji powstaje lity blok polimeru, który może stanowić produkt końcowy.

 

 

Bardzo ważne jest, aby w przypadku klejów dwuskładnikowych dodawać i mieszać utwardzacz zgodnie z wyznaczonymi przez producenta proporcjami. Złe dobranie proporcji może wiązać się z niepełnym przebiegiem procesu polimeryzacji, a co za tym idzie nie w pełni odporną i trwałą spoiną. Czas polimeryzacji w zależności od wydajności polimeru to ok. 10-20min.

Jak jest zatem różnica między klejem jednoskładnikowym, a klejem dwuskładnikowym?

Zanim odpowiemy na to pytanie przyjrzyjmy się jeszcze samej spoinie.

 

spoina.JPG

To zjawisko zauważył już uczony J.W.McBain pod koniec lat dwudziestych. Zaobserwował on, że aby klej związał dobrze dwa elementy musi on wniknąć w ich strukturę. Fakt ten potwierdzało lepsze wiązanie chropowatych i porowatych materiałów. Teraz wróćmy do naszego pytania. W kleju dwuskładnikowym proces polimeryzacji będzie przebiegał w trakcie samego klejenia również między cząsteczkami powierzchni. Natomiast w przypadku klejów jednoskładnikowych proces ten już przebiegł dużo wcześnie. Cząsteczki będą wiązane ze sobą między cząsteczkami łączonych powierzchni. Zatem przy dobrych proporcjach użytych przy mieszaniu kleju uzyskamy lepiej związaną spoinę. W przypadku, gdy mamy do czynienia z klejami dwuskładnikowymi bezrozpuszczalnikowymi czas „schnięcia” kleju będzie też krótszy i niezależny od temperatury i wilgotności.

 

Wiemy już jak to działa i dzięki czemu. Wiemy także, że na moc wiązania i elastyczność kleju wpływa użyty do kleju polimer. Na koniec prezentujemy kilka podstawowych rodzajów klei w zależności od użytego polimeru i sposobu jego użycia.

 

Postać kleju

Użyty polimer

Liczba składników

Zastosowanie

 

 

 

 

 

 

Roztwór wodny polimeru

Skrobia

1

Papier

Dekstryna

1

Papier, drewno

Kazeina

1

Drewno, ceramika

Glutyna

1

Drewno, skóra

Kauczuk naturalny

1 lub 2

Guma, skóra, tkanina

Polioctan winylu

1 lub 2

Papier, drewno, korek, szkło

Polimery akrylowe

1 lub 2

Papier, skóra, tworzywa sztuczne

Poliuretany

1 lub 2

Skóra, guma, drewno tworzywa sztuczne

Kopolimery octanu winylu z etylenem

1 lub 2

drewno, ceramika, tworzywa sztuczne

 

 

 

Roztwór polimeru w rozpuszczalniku organicznym

Polioctan winylu

1

Papier, drewno,korek

Poliuretany

1 lub 2

Skóra, guma, tworzywa sztuczne, guma/metal, drewno

Nitroceluloza

1

Skóra, drewno, ceramika

Polichlorek winylu

1

Skóra, korek, drewno, ceramika

Polistyren

1

Polistyren

Kauczuk chloroprenowy

1 lub 2

Guma, skóra, tworzywa sztuczne

 

Polimer w postaci stałej

Kopolimery octanu winylu z etylenem

1

Papier, drewno, skóra, tworzywa sztuczne

Poliuretany

1 lub 2

Drewno ,tworzywa sztuczne, skóra

Poliamidy

1

Skóra

Żywice epoksydowe

1

Metal, aluminium, stal

 

 

Żywice reaktywne (w rozpuszczalniku)

Żywice fenolowe

2

Drewno, materiały drewnopodobne, tworzywa sztuczne

Żywice mocznikowe i melaminowe

2

Drewno, materiały drewnopodobne, tworzywa sztuczne

Żywice epoksydowe

1 lub 2

Metal, szkło, ceramika, drewno

 

Tagi: klejenie,klej,podlogi,podloga,fachowo,kleic

drukuj Drukuj | pobierz Pobierz | polecanie Poleć znajomemu | ulubione Ulubione | dyskusja Forum
Ocena: ocena 1 ocena 2 ocena 3 ocena 4 ocena 5

Wszystkie artykuły


| 1 | 2 | 3 | Pokaż wszystkie


Deska Barlinecka


Statystyki





O nas / Kontakt / Regulamin / Banery / Linki / Wszystkie artykuły / Mapa serwisu
Interesuje Cie współpraca? Zajrzyj do działu Reklama
Projekt i realizacja: iTools
2010, ePodloga.pl , wszystkie prawa zastrzeżone.