Aby wyjaśnić, z czego składa się klej, musimy przypomnieć dwa z Twoich ulubionych przedmiotów szkolnych: fizykę i chemię. Ale nie martw się: Po wszystkim będziesz tryskał wiedzą na temat klejów i ich mieszanki. I dostaniesz jeszcze w nagrodę talerz spaghetti.
Co spaghetti ma wspólnego z klejem?
Technologie
Kleje: W jaki sposób mieszanka i struktura chemiczna wpływają na właściwości i zastosowania.
Wzajemna równowaga między przyczepnością, kohezją i adhezją decydują o zastosowaniu
Lekcja 1: Fizyka
Z punktu widzenia fizyki na właściwości kleju wpływają trzy siły. Oprócz tzw. przyczepności kleju (lepkości) istnieje jeszcze adhezja („wiązanie do powierzchni”) i kohezja („wewnętrzna spójność” kleju). Te siły sprawiają, że można mocno połączyć ze sobą dwie powierzchnie – a przy tym decydują, jak szybko, mocno i długo powierzchnie te będą do siebie przylegać. Jeśli chodzi o skład kleju, ostatnia z tych sił jest najciekawsza: kohezja. A to dlatego, że od niej zależy, jak mocno i stabilnie klej klei się do samego siebie. I tu docieramy do naszego drugiego ulubionego przedmiotu.
Lekcja 2: Chemia
Jaki jest skład chemiczny klejów i taśm samoprzylepnych? Siły kohezji działające wewnątrz kleju wynikają z interakcji molekularnych pomiędzy tzw. polimerami. Polimery to duże cząsteczki (makrocząsteczki) złożone z wielu mniejszych cząsteczek (monomerów). „Poli” oznacza „wiele”, „mono” oznacza „pojedynczy”. Wchodzą one w skład kleju.
Polimery z kolei tworzą długie, ruchliwe łańcuchy molekularne. Powyżej pewnej długości plączą się ze sobą i tworzą wewnętrzną kohezję kleju. A teraz czas na obiecaną nagrodę: jeśli spojrzymy na te poplątane łańcuchy molekularne przez mikroskop – klej wygląda jak pokaźna porcja spaghetti.
Pomiędzy punktami wiązania te długie łańcuchy molekularne poruszają się. Dzięki temu klej dobrze rozprowadza się po powierzchni i ją wiąże. Jednocześnie można tworzyć inne trwałe wiązania pomiędzy łańcuchami dzięki procesom chemicznym. Nazywamy je „reakcjami” lub „polimeryzacją”. Dzięki temu właściwości klejące można regulować i precyzyjnie kontrolować. Tak to jest z klejem – to mieszanina, której warto się bliżej przyjrzeć.
Składniki kleju z kauczuku naturalnego: kauczuk, żywice, wypełniacze.
1 / 1
Struktura chemiczna kleju z kauczuku syntetycznego z widoczną kauczukową matrycą (kolor szary), która zapewnia adhezję i elastyczność. Długie łańcuchy polimerowe są poplątane ze sobą jak spaghetti na talerzu. Cząstki polistyrenowe (kolor niebieski) nadają dodatkową kohezję i odporność na rozdzieranie.
