К органическим К. относятся композиции на основе природных и синтетических полимеров. В производстве К. на основе природных полимеров используют: вещества животного происхождения — продукты переработки мездры, костей и чешуи (коллаген), крови (альбумин) и молока (казеин); растительного происхождения — камеди, смолы, крахмал, декстрин, натуральный каучук, гуттаперчу, зеин и соевый казеин. К. на основе природных полимеров применяют для склеивания древесины, бумаги, кожи, текст, материалов и т.д. Эти К. обладают невысокой устойчивостью к действию микроорганизмов и воды. В крупнотоннажном производстве они в значит, мере вытесняются синтетическими К. Для изготовления синтетических К. используют большинство синтетических полимеров, производимых в промышленном масштабе. Эти К. обеспечивают высокую прочность склеивания различных материалов, обладают устойчивостью к факторам внешнего воздействия и находят широкое применение при склеивании металлов, стекла, керамики, пластмасс, древесины, текстильных, целлюлозных и др. материалов (см. Карбамидный клей, Полиакриловые клеи, Полиуретановые клеи, Резиновые клеи, Феноло-альдегидные клеи, Эпоксидные клеи).
Элементоорганические К. изготовляют на основе кремнийорганических, борорганических, металлоорганических и других полимеров. К. этой группы обладают очень высокой термостойкостью и термостабильностью (обеспечивают высокую прочность соединения различных материалов при кратковременном нагреве до температуры порядка 1000 °С и выше и выдерживают длительное нагревание при 400—600 °С). Элементоорганические К. используют для склеивания металлов, графита, термостойких пластмасс и др. Наиболее широкое применение нашли кремнийорганические клеи.
В таблице приведены свойства и технологические характеристики типичных клеевых композиций на основе природных и синтетических термореактивных и термопластичных полимеров (см. Реактопласты и Термопласты). Клеевые соединения, полученные с использованием синтетических К., обладают хорошей устойчивостью к длительному воздействию бензина, минеральных масел и алифатических растворителей. К. на основе термореактивных синтетических полимеров, кроме того, устойчивы к воздействию ароматических растворителей. Водостойкость клеевых соединений этого типа также достаточно высока, за исключением соединений на основе мочевиноформальдегидных, карбинольных и поливинилацетатных К.
Режим склеивания и свойства клеевых соединений при использовании синтетических и природных клеев
| Условия склеивания | Свойства клеевых соединений | |||||
| Тип клея | Склеиваемые материалы | темп-ра, °С | время, ч | избыточное давление, Мн/м2 (кгс/см2) | прочность при сдвиге при 20°С для металлов, Мн/м2 (кгс/cм2) | теплостойкость, °С |
| Синтетические термореактивные клеи | ||||||
| Феноло-формальдегидный | Древесина, фенопласты, графит | 20 50—60 | 4—6 0,5—1,5 | 0,2—0,4 (2—4) | 10—15 (100—150) | 75—100 |
| Фенольно-каучуковый | Металлы, термореактивные пластики, силикатные стекла | 150—200 | 1—2 | 0,8—2 (8—20) | 15—25 (150—250) | 200—300 |
| Фенольно-поливинилацетатный | Металлы, пластмассы, керамика и др. | 140—200 | 0,5—1,0 | 0,8—2 (8—20) | 15—30 (150—300) | 200—250 |
| Эпоксидный | Металлы, неметаллические материалы | 20 120—200 | 24 0,5—0,7 | 0,03—0,3 (0,3—3,0) | 10—30 (100—300) | 60—125 |
| Полиэфирный (на основе ненасыщенного полиэфира со стиролом) | Металлы, неметаллические материалы | 20 80 | 24 0,5 | контактное | 7,5—12,5 (75—125) | 60—125 |
| Полиуретановый | Металлы, неметаллические материалы | 20 100 | 24 4 | 0,05—0,5 (0,5—5) | 10—20 (100—200) | 75—125 |
| Резиновый (на основе полихлоропрена) | Резины, неметаллические материалы, металлы, стекло | 12 | 24 | 0,02 (0,2) | 1,3а (13) | 50—60 |
| Карбамидный (мочевиноформальдегидный) | Древесина | 20 | 4-6 | 0,1—0,5 (1,0—5,0) | 10—13б (100-130) | 75—125 |
| Кремнийорганический | Металлы, неметаллические материалы | 150—250 | 1—3 | 0,3—0,8 (3—8) | 10—17,5 (100-175) | 350—1200 |
| Синтетические термопластичные клеи | ||||||
| Карбинольный | Металлы, керамика, пластмассы | 20 | 24 | 0,15 (1,5) | 10—15 (100—150) | 50—60 |
| Полиакриловый | Неметаллические материалы, металлы | 20 80 | 24 4—6 | 0,01—0,3 (0,1—3) | 15—25 (150—250) | 60—100 |
| Полиамидный | Неметаллические материалы, металлы | 150 | 0,1—0,5 (1,0—5,0) | 15—25 (150—250) | 50—60 | |
| Поливинилацетатный | Бумага, кожи, ткани, пластические массы | 20 | 1 0,5—1 | контактное | 5—12в (50—120) | 60 |
| Перхлорвиниловый | Пластифицированный и непластифицированный поливинилхлорид, ткани, пластмассы | 20 | 6—24 | 0,01—0,3 (0,1—3,0) | 4—8г (40—80) | 60 |
| Полибензимидазольный | Металлы, стеклопластики | 150—350 | 3—5 | 1,5—4,0 (15—40) | 15—30 (150—300) | 350—540 |
| Полиимидный | Металлы, стеклопластики | 180—315 | 1,5—8,0 | 0,14—0,3 (1,4—3) | 15—30 (150—300) | 300—375 |
| Природные клеи | ||||||
| Казеиновый | Древесина, бумага, кожа, ткани | 20 60 | 48 12 | 0,3—1,5 (3—15) | 6—8б (60—80) | 50 |
| Глютиновый (столярный) | Древесина | 20 | 48 | 0,3—1 (3—10) | 5—8б (50—80) | 50 |
а Прочность на отрыв резины к металлу. бИспытания на образцах древесины сосны. вИспытания на образцах этрола. гИспытания на образцах непластифицированного поливинилхлорида.
По функциональному назначению К. подразделяются на конструкционные, неконструкционные и специальные. К конструкционным К. относят композиции, обеспечивающие передачу динамических и статических нагрузок от одной части детали или изделия к другой, сопряжённой с ней посредством клеевой плёнки. Основные требования, предъявляемые к К. этой группы: достаточно высокая прочность при различных видах нагружения в интервале температур эксплуатации изделия, отсутствие ползучести под действием длительной нагрузки и т.п. Неконструкционные К. — композиции, применяемые для приклеивания декоративных, облицовочных или изоляционных материалов и покрытий, контровки резьбовых соединений, крепления мелких ненагруженных деталей (датчиков различного назначения, токопроводящих элементов электронных приборов и т.п.). К специальным К. относят композиции, обладающие дополнительными функционально важными свойствами, например токопроводящие К., оптические К., медицинские К. и т.п.
Основное достоинство К. — простота технологии и малая трудоёмкость их применения. Клеевые соединения обладают высокой прочностью, вибростойкостью, герметичностью и другими ценными показателями, что обусловливает всё возрастающие масштабы применения К. в различных областях народного хозяйства и быту. Широкий ассортимент современных К. позволяет решать самые разнообразные задачи — от создания железобетонных мостов со склеенными конструкциями до производства миниатюрных электронных приборов, от изготовления клеёной одежды и обуви до наложения клеевых швов при операциях на внутренних органах человека, от склеенных игрушек до винтов современных вертолётов и деталей космических кораблей.
