Несмотря на то что Гарри Кувер не смог достичь богатства благодаря своему изобретению, суперклей стал очень популярным только после истечения срока патента. Компания Kodak не смогла извлечь значительную финансовую выгоду из суперклея и в 1980 году передала этот бизнес компании National Starch.
Что такое цианоакрилатный клей и где его используют?
Цианоакрилатный клей — это клей, изготовленный на основе эфиров цианоакриловой кислоты. Этот материал предназначен для быстрой фиксации различных деталей и активно используется в повседневной жизни под коммерческими наименованиями, такими как Суперклей, Секунда и аналогичные бренды.
Клей на основе цианоакрилата был разработан в период Второй мировой войны для оперативной сборки и ремонта военной техники, включая пластиковые оптические прицелы.
На изображении представлен цианоакрилатный клей, разработанный компанией Weicon.
Первоначально создатель клея Гарри Кувер отверг свой продукт из-за его избыточной адгезии. Однако после завершения войны Кувер осознал коммерческий потенциал цианоакрилатного клея и вернулся к его разработке. В результате, клей завоевал большую популярность во второй половине XX века как средство для быстрого соединения различных деталей как в быту, так и в промышленных сферах.
Свойства цианоакрилатного клея
В своем жидком состоянии клей состоит из мономеров цианоакрилата, его температура вспышки составляет 79 °C. Это делает его легковоспламеняющимся веществом, и работать с ним необходимо вдали от открытого пламени.
Температура вспышки — это минимальная температура, при которой пары вещества способны воспламеняться при наличии источника огня.
При производстве цианоакрилатного клея в качестве буферного вещества используется пирогенный диоксид кремния. Это смешение дает готовому клею вязкость, что делает его удобным в использовании.
Мономеры цианоакрилата имеют высокую скорость полимеризации при контакте с водой. Во время полимеризации клей отвердевает, обеспечивая надежное соединение поверхностей. Степень чувствительности цианоакрилата к влаге так высока, что реакция полимеризации и отвердения клея может начаться в течение нескольких секунд после его воздействия с окружающей атмосферой. Таким образом, даже естественная влажность воздуха достаточно, чтобы спусковой механизм полимеризации цианоакрилатного клея заработал практически мгновенно.
Клей на основе цианоакрилата твердеет всего за несколько секунд.
Особенности и сферы применения цианакрилатных составов
Цианоакрилатный клей представляет собой жидкий мономер различных цианоакрилатов (например, метил-, этил- и так далее). Именно цианоакрилат и его производные кислоты обеспечивают высокий уровень сцепления с практически любыми материалами (за исключением тефлона).
Композиции клеев могут включать пластификаторы, активаторы и загустители. Каждый производитель использует свои уникальные формулы, однако все изделия характеризуются высокой прочностью на сдвиг и длительным сроком эксплуатации.
Жидкий цианоакрилат начинает полимеризацию под воздействием слабощелочных агентов, включая обычную воду. Вода, адсорбированная на склеиваемых поверхностях, может приводить к полному отверделению в зазорах, составляющих 0,05-0,1 мм.
Цианоакрилатные клеи могут быть успешно использованы в следующих областях:
- В быту: для ремонта различных объектов, приборов, инструментов и так далее.
- В косметологии: при наращивании ногтей (используются составы с увеличенным содержанием акрила).
- В медицине: для остановки кровотечения из ран и для склеивания небольших сколов в стоматологии (применяют наименее токсичные составы).
- В производстве и сервисе: для изоляции или соединения электропроводов, фиксации резьбы, крепления заготовок на станках и так далее.
Важно отметить, что цианоакрилатные клеи не подходят для заполнения больших зазоров или склеивания деталей, которые будут подвергаться значительным изгибам и нагрузкам. Во всех остальных случаях они представляют собой оптимальное решение для быстрой, надежной и практически незаметной фиксации.
Свойства и технические характеристики цианакрилатных клеев EFELE
Основное свойство цианакрилатов EFELE заключается в их высокой адгезии к множеству различных материалов: к дереву, стеклу, металлу, пластику, резине, керамике и другим. Стоит подчеркнуть, что эти составы не подвержены воздействию воды, масел, бензина и различных спиртов.
Цианоакрилаты низкой вязкости EFELE эффективно работают в условиях минимальных зазоров (менее 0,1 мм), что позволяет их применение для склеивания плотно прилегающих поверхностей.
Основные преимущества этих клеев:
- Быстрая фиксация;
- Высокая прочность на разрыв (15-25 Н/мм);
- Простота применения, включая на пористых и наклонных поверхностях;
- Незаметные клеевые швы.
Клеи цианоакрилатной линейки EFELE различаются по вязкости (и, соответственно, максимальной величине заполняемого зазора), а также времени отверждения.
Наиболее быстрым среди них является EFELE 156, обладающий наименьшей вязкостью (20 МПа*с), что позволяет заполнять зазоры до 0,1 мм.
При соединении деталей из пластика при комнатной температуре ему потребуется от 2 до 10 секунд (в зависимости от размеров соприкасаемых поверхностей и сложности соединения). Для резины EFELE 156 фиксирует менее чем за 5 секунд, для металла — за 5-20 секунд.
EFELE 159 является самым вязким (300 МПа*с) из моментальных клеев в этой серии. Он также имеет диапазон рабочих температур на 10 градусов шире, чем у двух других составов EFELE, сохраняя свои характеристики даже при более низких температурах — вплоть до -40 °С.
Материал черного цвета и характеризуется высокой ударопрочностью. Благодаря большей вязкости максимальный заполняемый зазор для EFELE 159 составляет 0,5 мм. Данный состав склеивает резину менее чем за 20 секунд, а для пластика может понадобиться до 100 секунд, для металла — до 120 секунд.
Наиболее универсальным клеем в линейке является EFELE 157, который имеет среднюю вязкость (110 МПа*с). Однако при этом он обладает такой же прочностью на разрыв, как и два предыдущих вида, и таким же малым временем отверждения, как EFELE 156.
Все клеевые составы доступны в двух форматах упаковки — пластиковых тюбиках объемом 20 и 50 г.
Перед началом склеивания необходимо очистить поверхности с помощью EFELE CL-545. Затем на одну из площадок наносится выбранный состав, и детали фиксируются на несколько секунд.
Полная прочность соединения достигается в течение 24 часов (в этот промежуток времени не рекомендуется производить какие-либо действия с изделиями).
Что можно клеить с помощью Cosmo СА 500.200
Клеить можно следующие материалы:
- Различные виды пластика: ABS-пластик, ПММА, ПВХ (поливинилхлорид), стеклопластик, полистирол;
- Натуральная кожа;
- ЭПДМ (эластомер на основе этилен-пропиленового каучука);
- Резина;
- Ламинат высокого давления;
- Алюминий.
Клей Космофен СА 500.200 также условно клеит:
- Дерево;
- МДФ;
- Картон;
- Некоторые виды стали.
Однако строгое соблюдение рекомендаций от производителя при выборе областей применения и методов использования является необходимым.
Сферы применения
Клей Cosmo СA 500.200 используется в различных отраслях:
- Обувная и некоторые виды текстильного производства не обходятся без этого клея;
- Клей востребован в лёгкой промышленности;
- Идеальная структура состава позволяет применять его в машиностроении, а также в производстве окон и дверей;
- Профессионалы ювелирного дела высоко оценили способности клея;
- Клей зарекомендовал себя на производствах по изготовлению рекламных конструкций;
- Он также используется в самолётостроении, кораблестроении и в различных отраслях электротехнической промышленности;
- Клей актуален в производстве бытовой техники, часов, аксессуаров, игрушек, а также в моделировании;
- Он востребован в изготовлении медицинского и стоматологического оборудования.
Высокая эффективность клея и его простота в использовании объясняют такую масштабную востребованность.
Также доступны к покупке электропроводящие краски (эмали) ЗИПСИЛ 910 КЭП-01 и ЗИПСИЛ 912 КЭП-01ДВ.
Мы предлагаем ознакомиться с перечнем материалов ТМ ЗИПСИЛ, доступных на складе на 17.09.2024. Кроме того, мы принимаем заказы на изготовление.
Готовы ответить на ваши вопросы!
Основой цианакрилатных клеев являются эфиры α-цианакриловой кислоты с общей формулой СН2=С(СN)COOR, где R представляет собой метил, пропил, бутил или аллил.
Адгезионные свойства цианакрилатных клеев зависят от наличия в их составе полярных циано- и сложноэфирных групп. В зависимости от структуры радикала R в сложноэфирной группе могут изменяться свойства клея, такие как теплостойкость, водостойкость, скорость отверждения, физико-механические характеристики и так далее.
В состав клея могут входить различные модифицирующие добавки. В качестве таких добавок используют бифункциональные соединения, которые улучшают теплостойкость и водостойкость клеевых соединений. Например, использование диаллилфталата в качестве модификатора повышает теплостойкость клеевых соединений, в то время как небольшие добавки циклопентадиена, дивинилбензола и глицидилметакрилата усиливают их водостойкость. Для повышения водо- и вибростойкости цианакрилатных клеев в их состав вводят 0,1-5 % (мас.) эфира абиетиновой кислоты и глицерина, а также небольшие добавки 3,4,5-тригидроксибензойной кислоты или её эфиров для увеличения адгезионной прочности клеевых соединений.
В составе цианакрилатных клеев могут содержаться и стабилизаторы, пластификаторы (например, фталаты и другие), вещества, регулирующие вязкость (загустители) и способствующие повышению адгезии (полиакрилы, поливинилацетат). Для предотвращения самопроизвольной полимеризации используют ингибиторы отверждения. Для придания тепло- и электропроводящих свойств в их состав вводят наполнители, такие как мелкодисперсные порошки металлов.
Цианакрилатные клеи обладают высоким уровнем адгезии к различным металлам (включая металлы с гальваническим покрытием), стеклу, пластмассам, дереву, резинам и многим другим материалам. Однако их не рекомендуется использовать для склеивания фторопласта и полиэтилена.
Некоторые цианакрилатные клеи обладают оптической прозрачностью в широком спектре (220-900 нм) и влагостойкостью.
Применение низковязких цианакрилатных клеев позволяет получать высокопрочные соединения при склеивании хорошо подогнанных деталей (зазоры не более 0,05 мм). В то время как клеи с высокой вязкостью используют для соединения деталей с зазором до 0,3 мм. Модифицированные цианакрилатные клеи устойчивы к воздействию органических растворителей (таких как спирт, бензин, нефтяные и минеральные масла, разбавленные кислоты) и обладают электроизолирующими свойствами.
К недостаткам таких клеев относятся их хрупкость, недостаточная стойкость к ударам, невысокая влагостойкость, нестабильность при хранении и плохая морозостойкость.
Этим клеям свойственен малый расход (30-50 г/м²), что делает их высокоценными и дорогостоящими.
Клеи имеют высокую адгезию к коже, поэтому при работе с ними следует соблюдать меры предосторожности, чтобы избежать контакта с кожей.
Отвержденные клеи хорошо растворяются в нитрометане и диметилформамиде.
Что касается физического состояния, то цианакрилатные клеи, как правило, представляют собой бесцветные прозрачные одноупаковочные составы с низкой влажностью. Электро- и теплопроводящие клеи состоят из двух компонентов: наполнителя и цианакрилатного связующего. Их смешивают непосредственно перед использованием для получения однородной массы.
Срок хранения цианакрилатных клеев: их следует хранить в герметично закрытых, вентилируемых помещениях, защищенных от влаги и солнечного света. Гарантийный срок хранения в герметичной таре при комнатной температуре составляет 6 месяцев, а при температуре не выше +5 °C — 12 месяцев.
Области применения
В основном суперклей используется для соединения непористых материалов. Прежде всего, цианоакрилатные клеи находят применение там, где необходимо быстрое склеивание: для резиноуплотнителей в оконном производстве, для крепления навесных радиоэлементов, деталей узлов в приборостроении, оптических деталей, микросхем, стоек, шайб, монтажных жгутов и отдельных проводников к основаниям печатных плат, а также для закрепления других элементов радиоаппаратуры. За счет быстрой схватываемости, которая составляет от нескольких секунд до 1-3 минут, цианоакрилатные клеи получили нарицательное название «секунда».
Быстрота и низкая токсичность одного из цианоакрилатов (октил-2-цианоакрилат) используются в хирургии для склеивания ран и остановки кровотечения. Во время Вьетнамской войны американские солдаты использовали его для оказания первой медицинской помощи при ранениях. Совсем недавно шведские ученые из Королевского технологического института разработали «суперклей» для лечения переломов. Клей помещается на область перелома и высушивается при помощи галогенной лампы; когда он высыхает, кости срастаются, а сам клей абсорбируется в организме.
В быту часто используется метод, при котором клей «секунда» смешивают с пищевой содой, создавая эпоксидную композицию для заполнения швов, трещин и сколов. Такая смесь затвердевает мгновенно и напоминает акрилоподобный пластик.
Если перечислить области применения суперклея, такие как: оконное производство; обработка пластмасс, резины, эластомеров; производство игрушек; изготовление украшений; канализационная сантехника; строительство с применением металлоконструкций; автомобилестроение; авиастроение; судостроение; кожевенная и обувная промышленность; рекламная отрасль; электротехническая промышленность; медицина и другие, можно с уверенностью утверждать, что цианоакрилатные клеи действительно можно назвать невероятно универсальными.
Технические характеристики цианакрилатных клеев подразумевают, что они отвердевают при комнатной температуре. Время отверждения при температуре 20 °C составляет несколько минут. Процесс отверждения клея ускоряется при наличии влаги на склеиваемых поверхностях. Время схватываемости цианоакрилатных клеев варьируется от нескольких секунд до нескольких минут и зависит от состава клея, типа склеиваемых материалов и влажности окружающего воздуха. Полное отвердевание происходит в течение 24 часов при 20 °C и влажности воздуха не менее 55 %.
Клеи на основе цианоакрилатов могут выдерживать нагрузки до 150 кг/см², а более совершенные образцы, такие как от ирландской компании Loctite — до 250 кг/см². Недавно суперклей от компании Loctite попал в Книгу рекордов Гинесса, когда он удерживал вес двух автомобилей общей массой 5 тонн, прикрепленных к стальной балке девятью каплями клея и поднятых на большую высоту с помощью крана.
Растворимость и техника безопасности
Цианоакрилат размягчается под воздействием диметилсульфоксида, что позволяет легко удалить его механическим способом. Он также растворяется в нитрометане, что используется в жидкостях для удаления цианакрилатов, а также размягчается в ацетоне.
При работе с клеем, особенно во время его транспортировки, рекомендуется избегать ношения шерстяной или хлопчатобумажной одежды, а также хлопчатобумажных перчаток. Контакт клея с материалами, содержащими целлюлозу, может привести к интенсивной экзотермической реакции, высвобождаемое тепло в этом случае может способствовать ожогам, особенно при использовании значительных количеств цианоакрилата. Эта экзотермическая реакция также может быть использована для разжигания огня.
