Цианоакрилат

Основные свойства и правила работы с цианокрилатным клеем

Цианокрилатный клей – это самый лучший состав для склеивания почти любой поверхности.

Но перед использованием надо ознакомиться с инструкцией и советами по нанесению.

Основной составляющей цианакрилатного клея составляет альфа-цианакриловая кислота. Технические характеристики клеевой массы зависят от текстуры сложноэфирного вещества.Для улучшения свойств клея, придания ему теплостойкости, лучшей сцепливаемости, водостойкости и прочее, добавляются в состав модифицирующие элементы. Так глицерин и абиетиновая кислота придают массе большую вибростойкость.Быстрота схватывания, просыхания, вязкость зависят от количества стабилизаторов и загустителей.

Что клеит цианакрилатный клей: сфера применения

Большую часть суперклея составляет цианакрилат и его производные, а также он дополняется различными добавками – пластификаторами. Именно благодаря им можно выделить несколько основных направлений использования такого клея. Давайте рассмотрим, что клеит супер клей на основе цианакрилата.

Для склеивания резиновых и кожаных изделий лучше использовать двухкомпонентные клеи

В первую очередь не обойтись без цианакрилатных составов в быту. Практически у каждого хозяина есть в ремонтном наборе такой клей. Применяются различные составы в зависимости от ситуации и материала, который следует склеить, хотя для дома зачастую покупаются универсальные клеящие вещества.

Не только мужчины пользуются цианакрилатным клеем. Он применяется в косметологии, а именно во время наращивания ресниц и ногтей. Обычно используют составы с увеличенным количеством акрила, так как они практически не вредят ногтям, а также легко и просто удаляются с помощью органических растворителей.

Незаменим цианакрилатный суперклей в стоматологии. Особые составы употребляются для склеивания маленьких сколов. Применяется клей для создания изоляции проводов или обеспечения безупречного соединения. Низкая вероятность появления аллергии и биологическая нейтральность делают вещество безопасным средством для использования в косметологии и стоматологии.

В быту цианоакрилатный клей используют для склеивания практически любых поверхностей

Цианакрилат с удовольствием применяют радиомонтажники и ремонтники электронной техники, оптических приборов. С помощью данного клея можно выполнять такие процедуры:

• склеивать микросхемы и платы;
• производить термические резисторы и транзисторы;
• создавать сборные конструкции из пластмассы и термопластика;
• соединять натуральные ткани, органическую и искусственную кожу;
• склеивать поролоновые частицы;
• соединять поверхности, для которых крайне важен неизменный окрас.

Особенности использования

Пары цианоакрилатного клея токсичны для человека и других теплокровных животных. Реальную опасность для здоровья представляют очень высокие концентрации мономеров цианоакрилата в воздухе. Такие условия могут быть при работе с большим количеством клея в маленьких непроветриваемых помещениях.

Еще одна опасность цианоакрилата – раздражающее и травмирующее действие на слизистые оболочки.

После полимеризации и отвердения цианоакрилатный клей теряет токсичные свойства. Поэтому его разрешено использовать даже в пищевой промышленности, например для склеивания пищевых емкостей из пластика.

Цианоакрилатный клей опасен в жидком виде. Работайте в проветриваемом помещении, защищайте глаза.

Цианоакрилатный клей после полимеризации выдерживает высокие нагрузки на сдвиг и растяжение. Благодаря этому цианоакрилат применяют для соединения деталей, которые испытывают именно такое воздействие. Например, это ручки посуды, крепления для полок и так далее.

Но адгезионный слой ломкий. Поэтому цианоакрилатный клей не подходит для склеивания деталей, которые подвержены ударам и вибрации.

Во-первых, это сокращает время отвердения. Во-вторых, чем тоньше слой клея на основе цианоакрилата, тем выше его когезионные свойства.

Адгезия – способность клея соединяться со склеиваемой поверхностью. Когезия – способность мономеров клея связываться друг с другом при полимеризации. То есть прочность адгезионного слоя увеличивается при уменьшении его толщины.

Цианоакрилатный клей эффективно работает на гладкой поверхности. Поэтому перед соединением детали не требуют дополнительной обработки абразивами, например наждачной бумагой.

Однако на эффективность клея влияет чистота поверхностей. Перед использованием цианоакрилата детали нужно очистить от грубых загрязнений, например протереть ветошью. Затем обезжирить уайт-спиритом или этиловым спиртом.

Мономеры [ править ]

В жидкой форме цианоакрилат состоит из мономеров молекул сложного эфира цианоакрилата. Метил 2-цианоакрилат (CH ₂ = C (C≡N) COOCH ₃ ) имеет молекулярную массу 111,1 г / моль, температуру вспышки 79 ° C (174 ° F; 352 K) и плотность 1,1 г / мл. . Этил-2-цианоакрилат ((CH ₂ = C (C≡N) COOCH ₂ CH ₃ )) имеет молекулярную массу 125 г / моль и температуру вспышки более 75 ° C (167 ° F; 348 K). . Чтобы облегчить использование, цианоакрилатный клей часто включают в состав такой ингредиент, как коллоидальный диоксид кремния, чтобы сделать его более вязким.или гелеобразный. В последнее время стали доступны рецептуры с добавками для увеличения прочности на сдвиг и создания более ударопрочного соединения. Такие добавки могут включать каучук , как в «Ultra Gel» от Loctite, или другие, не указанные в спецификации.

Как правило, акрильные группы быстро подвергаются полимеризации с ростом цепи в присутствии воды (в частности, гидроксид-ионов ), образуя длинные прочные цепи, соединяющие связанные поверхности вместе. Поскольку присутствие влаги вызывает схватывание клея, воздействие нормального уровня влажности воздуха вызывает образование тонкой корки в течение нескольких секунд, что очень сильно замедляет реакцию; следовательно, цианоакрилаты наносятся в виде тонких слоев, чтобы гарантировать быстрое протекание реакции для связывания.

Цианакрилатные клеи имеют короткий срок хранения — около года с момента изготовления в закрытом виде и один месяц после вскрытия упаковки.

Полимеризация метил-2-цианоакрилата

Чем растворить и разбавить

Перед работой надо с ответственностью отнестись к подготовке рабочего места, так как большая вероятность попадания клея на поверхность, которую не надо склеивать.

Надо помнить, что без повреждения поверхности не удастся удалить или растворить присохшую массу, потребуются механические вмешательства.

Удалить состав с плоскости можно острым лезвием ножа, при этом надо действовать осторожно, чтобы меньше оцарапать поверхность. Остатки материала оттираются уайт-спиритом

Если запачкалась кожа рук, то надо выждать время пока корка подсохнет и начнет отшелушиваться. После надо снять застывший слой с кожи.

Инертность цианокрилата не позволяет клею взаимодействовать с бензином, маслом и растворителями.

Часто в инструкциях к клею идет упоминание о Димексиде, как одно из средств при удалении клея. Но с данным средством надо вести себя аккуратно, так как оно неприятного запаха, токсично.

Преимущества и недостатки

Цианакриловые составы характеризуются следующими достоинствами:

• быстрое затвердевание;
• обеспечивает прочные и долговечные соединения;
• электроизолирующие свойства;
• влаго- и теплостойкость;
• гипоаллергенность (аллергические реакции возникают редко);
• подходит для склеивания различных материалов, в том числе и пористых.

Из недостатков таких продуктов пользователи выделяют следующее:

• непереносимость механических воздействий (характерно для некоторых видов клея);
• нельзя применять для фиксации стыков, которые подвергаются нагрузкам на излом;
• состав нельзя сразу удалить с кожи;
• при продолжительном хранении теряет первоначальные свойства;
• при контакте с хлопчатобумажной тканью соединение может загореться.

В сравнении с другими подобными продуктами цианакриловые составы стоят дорого.

Цианакрилатный клей: преимущества и недостатки

Цианакрилатные клеи имеют множество положительных характеристик, а также отрицательные стороны. В первую очередь они позиционируются как универсальные составы, которые способны соединить вместе даже различные по структуре материалы и вещества. К плюсам также можно отнести такие качества:

• очень быстрое сцепление (в течение нескольких секунд);
• крепкое соединение элементов;
• надежную фиксацию между собой деталей из разных материалов;
• легкость в применении;
• невидимые швы;
• возможность использования на пористых поверхностях и плоскостях, имеющих угол наклона;
• длительный период эксплуатации швов;
• нет нужды в длительной подготовке склеиваемых поверхностей;
• стабильное качество самого материала.

Отрицательные свойства цианакрилатного суперклея:

• сложно использовать при высоких температурах;
• запрещено применять для склеивания тефлоновых, полипропиленовых или силиконовых поверхностей;
• клей непригоден для соединения элементов, стыки которых в процессе использования получают большую нагрузку на излом;
• категорически не рекомендуется заполнять подобным клеящим веществом большие зазоры.

Цианакрилатный клей непригоден для склеивания элементов, стыки которых получают большую нагрузку на излом

Необходимо отметить, что стык, заклеенный цианакрилатным клеем, разрушается при температуре выше 100 °С.

Кроме того, на клей пагубно действует ацетон. Однако большинство других растворителей не страшны цианакрилатам. Данные составы отлично прилипают к самым разнообразным поверхностям и расходуются очень экономно. Вещество не имеет аллергических свойств и является диэлектриком.

Достоинства и недостатки

Как и любое другое средство, циакриновый состав имеет положительные и отрицательные стороны.

Достоинства:

1. При помощи средства склеиваются материалы с очень низкой адгезией.
2. Если при работе с составом используется активатор, то полимеризация происходит очень быстро: клей затвердевает за несколько секунд.
3. Соединение получается очень прочным.
4. Состав не теряет своей эффективности при работе в условиях высокой влажности и при любой температуре окружающей среды, он устойчив к вибрации и атмосферным воздействиям.
5. Циакриновый клей однокомпонентный, хотя считается двухкомпонентным. Это объясняется тем, что активатор и действующее вещество не смешиваются перед нанесением, клей продается в уже готовом виде и имеет однородную структуру. Активатор в форме спрея наносится исключительно для того, чтобы ускорить затвердевание.
6. Сформированные клеевые швы практически незаметны.

Кроме достоинств, циакриновый клей имеет недостатки:

Для соединения гибких деталей не подходит, так как при склеивании поверхностей образуется жесткий шов.
Если состав попал на посторонние участки, то оттереть пятна будет очень сложно, а с пенопласта, ткани и других материалов, имеющих рыхлую структуру, вообще невозможно

По этой причине работать с веществом следует крайне осторожно и аккуратно.
Использование filler-наполнителей со средством на основе циакрина дает возможность заполнить исключительно небольшие зазоры или средних размеров, для масштабного ремонта не подходит.
Клей нельзя применять для восстановления поверхностей, контактирующих с питьевой водой и пищевыми продуктами: он содержит цианиды, которые являются токсичными для человеческого организма. По этой же причине циакриновый клей не применяется в детском творчестве.

Несмотря на имеющиеся недостатки, циакриновые клеи широко применяется в быту и промышленном производстве.

Чем растворить цианакрилатный секундный клей и как удалить излишки с поверхности

Перед началом склейки готовят рабочую зону, чтобы защитить предметы, которые не должны обрабатываться. Высохший слой нельзя будет снять, не навредив основанию, нельзя будет и растворить его без повреждений.

Снятие излишков проводят механическим способом, можно воспользоваться ножом. Острой стороной аккуратно снимают слой, стараясь минимально задеть сам материал изделия. Потом протирают поверхность Уайт-спиритом.

Если клеевой раствор попал на кожу, то ждут, пока он не застынет, и осторожно снимают его с нее. Клей не реагирует на бензин, масло и растворители, поэтому использовать их для очистки поверхности от излишка клея не имеет смысла, они не подвергнут его никакому изменению

Производители могут указать, что справится с растворением клеевого раствора может Димексид, однако следует знать, что это токсичное средство с резким запахом. И его использование также должно сопровождаться соблюдением мер безопасности, чтобы не получить проблем со здоровьем. Использование вещества также может навредить самой поверхности, поэтому следует проверить реакцию на незаметном участке, прежде чем наносить средство на всю деталь.

Если клеевой раствор попал на кожу, то ждут, пока он не застынет, и осторожно снимают его с нее.

Цианакрилатные клеи отличаются своей быстрой схватывания, и прочностными характеристиками сцепления самых разных материалов, и форм изделий. Они удобны для использования, и могут применяться в разных ситуациях. Небольшой объем упаковки дает возможность носить их с собой. Однако следует не забывать, что составные компонентные могут нанести вред здоровью, поэтому следует соблюдать меры безопасности при работе с ними. Есть универсальные виды и созданные под определённые цели, при выборе следует ориентироваться на конкретную задачу.

Сферы применения суперклеев

Обычно клеи на основе цианакрилата используются там, где нужно скорее склеить и быстро высушить изделия, например, при установке окон для фиксации уплотнителей, при креплении радиодеталей, узлов приборов, оптики, микросхем. В быту многие радиолюбители пользуются клеем собственного изготовления на основе суперклея и соды: при смешивании компонентов смесь мгновенно превращается в твердый «пластик» и накрепко соединяет проводки, детали. Такой же смесью можно своими руками заделывать трещины, сколы, ямки.

Области использования суперклея разнообразны:

• ремонт обуви, кожгалантереи;
• изготовление конструкций в стоматологии, ортопедии;
• создание украшений;
• рекламное производство;
• строительство;
• канализационная сантехника;
• склеивание резинотехнических изделий;
• приборостроение;
• герметизация разных узлов;
• холодная сварка полимеров, эластомеров.

Есть даже медицинский суперклей – аналог БФ-6. Им пользуются для заклеивания ран, быстрой остановки кровотечений, пропитки перевязочных материалов. Некоторые суперклеи при нанесении на бумагу, картон, иные составы, содержащие целлюлозу, вступают в экзотермическую реакцию. Поэтому на указанных поверхностях нужно вначале попробовать суперклей на малозаметном участке и только потом применять его для работы.

Цианакрилат: свойства

Циакриновый клей – смесь с высокой адгезией по отношению к стеклянным, металлическим, керамическим, деревянным, полимерным, тканевым, картонным и резиновым поверхностям.

Хорошо склеивает покрытия из вулканизированного каучука и изделия с гальваническим покрытием. Циакрин инертен к большей части органических веществ на бензиновой, масляной, спиртовой и других таких основах.

При работе ним нельзя забывать о мерах безопасности. Перед склейкой обязательно наденьте респираторную маску, перчатки, очки, чтобы избежать вредного воздействия средства на эпителий и слизистые тела.

Почему такие действия необходимы? Цианоакрилатный клей может нанести ущерб здоровью. Если состав случайно попадет на открытый участок кожи или слизистых, то разрушит ткани, оставляя раны.

Его испарения нельзя вдыхать, ведь они ядовиты для органов дыхательных путей. Поэтому защитный инвентарь, спецодежда, вентиляция комнаты – это главные условия безопасной работы.

Характеристики. Цианакрилатные клеи

Все соединения, склеенные цианакрилатом, очень прочные. Они стойко выдерживают влияние атмосферы и механические воздействия.

К основным техническим характеристикам относятся такие:

1. Физика состава. По консистенции это густая однокомпонентная смесь. Бесцветен, обладает повышенной вязкостью. Продают его в герметичной упаковке с данными о конечной дате применения. Там есть подробная инструкция с указанием необходимых мер безопасности для правильной работы.
2. Затвердевание. Твердеть должен при температуре от 18℃ до 25℃ в течение пары минут. В помещениях с высоким уровнем влажности процесс отверждения протекает намного стремительнее.
3. Вариации температурного режима. Сохраняют характеристики при температуре от -60 и до +80 градусов. Для эксплуатации склеенного изделия при серьезных перепадах температур применяют специальную смесь. Она кратковременно не утратит свойств в интервалах от -200℃ до +300℃. Однако при длительных температурных нагрузках даже такой цианакрилат потеряет адгезионные свойства.

Цианакрилатные клеи. Плюсы и минусы

Циакриновый клей устойчив к любым органическим растворителям, он имеет хорошие электроизолирующие свойства. Взаимодействует со многими материалами, но его нельзя применять для склеивания полиэтилена и фторопласта.

Он достаточно эргономичный, так как расходуется очень медленно. Об этом свидетельствуют отзывы тех, кто уже успел поработать с циакрином. Такие составы затвердевают очень быстро. Обычно хватит всего пары минут, чтобы надежно зафиксировать шов.

Среди минусов выделить можно:

• сравнительно высокую цену;
• небольшую хрупкость;
• низкую устойчивость к ударам;
• нестабильность при длительном хранении;
• высокую адгезию к коже человека, поэтому работу можно проводить только в защитных средствах.

Цианакрилатные клеи. Сфера использования

Цианоакрилатный клей применяют в промышленности, строительстве и быту. Им соединяют детали в отраслях электроники и приборостроения, чтобы провести эффективный ремонт любого типа аппаратуры. Его можно использовать и как альтернативу для спаивания плат и микросхем.

Теплопроводящие способности средства ценятся в производстве терморезисторов и транзисторов. С ним проводят сборку пластиковых и металлопластиковых сооружений. В швейном производстве циакриновым клеем надежно соединяют тканевые, кожаные и поролоновые материалы.

Хорошо соединяет пластмассовые части, и даже цветные, где особенно важен вид склеенного изделия. Цианакрилат долго удерживает шов, не допускает его разрушения, стойко переносит влияние внешних условий.

Области применения

Спектр использования клея циакринового очень широк. Если оставить в стороне промышленное использование, то в быту клеевую массу можно применять в следующих случаях:

• Склеивание поверхностей, к которым другие клеящие растворы имеют слабую адгезию.
• Установка мелких металлических деталей, которые сложно закрепить другим способом. Капля клея обеспечит прочное соединение металла с основой.

  Циакриновый клей поможет склеить мелкие детали

• Создание изоляции. Отвердевший циакриновый полимер обладает высокими изоляционными свойствами и способен защитить кабель от неблагоприятных внешних воздействий.
• Фиксация веревок, антенных кабелей и прочих натяжных структур. Небольшой капли клея достаточно, чтобы прочно закрепить бельевую веревку, способную выдержать значительный вес после того, как жидкий циакрин отвердеет.
• Заделка щелей небольшого размера. Клей с filler-наполнителем послужит в качестве высокопрочной шпатлевки.

Этот клей также используют для крепления на бетонные стены различных крючков, для склеивания деталей при моделировании и многого другого.

Особенности применения

ЦА характеризуется высокой адгезией, намного превышающей другие клеи. При этом когезия – внутренняя связь собственной фазы, не очень прочная. Клей отлично сцепляется с поверхностями, но сам клеевой слой остается хрупким и плохо сопротивляемся сдвигу. Чтобы получить прочное клеевое соединение, необходимо свести к минимуму роль когезии. Достигается это двумя способами, ведущими к минимизации клеевого слоя.

Гладкие поверхности

В то время как большинство клеящих веществ образует более прочную связь с шероховатыми и пористыми поверхностями, адгезионные качества цианоакрилатов не зависят от фактуры и отлично соединяются как с шероховатыми, так и с гладкими материалами. Для склеивания гладких − выпускаются ЦА с повышенной текучестью, превышающей текучесть воды.

Технология склеивания достаточно проста – нужно нанести клеящее вещество на поверхность одной детали, плотно их соединить и кратковременно сжать. При сжатии клей вытесняется, образуя пленку в несколько микрон, снижая число когезионных связей.

Пористые и шероховатые поверхности

В этом случае применяются клеящий состав с повышенной вязкостью, который при сжатии заполняет поры, впадины на склеиваемых поверхностях и образует слой от нескольких микрон до нескольких десятых миллиметра. Вязкие составы получают путем введения мелкодисперсных наполнителей. Таким образом, клеевой слой имеет двухфазную структуру, где преимущественно преобладают адгезивные связи между молекулами клея и частицами наполнителя, а когезионные связи сводятся к минимуму.

Развитие [ править ]

Гарри Уэсли Кувер младший незадолго до того, как был награжден Национальной медалью технологий и инноваций в 2010 году.

Первоначальный патент на цианоакрилат был подан в 1942 году компанией BF Goodrich Company как результат поиска материалов, подходящих для изготовления прозрачных пластиковых прицелов для военных целей. В 1942 году группа ученых во главе с Гарри Кувером- младшим наткнулась на формулировку, которая соответствовала всему, с чем она соприкасалась. Команда быстро отклонила вещество для применения в военное время, но в 1951 году, работая исследователем в компании Eastman Kodak.Кувер и его коллега Фред Джойнер заново открыли цианоакрилаты. Эти двое осознали истинный коммерческий потенциал, и форма клея была впервые продана в 1958 году под названием «Eastman # 910» (позже «Eastman 910»).

В течение 1960-х годов Eastman Kodak продавал цианоакрилат компании Loctite , которая, в свою очередь, переупаковывала и распространяла его под другой торговой маркой «Loctite Quick Set 404». В 1971 году компания Loctite разработала собственную производственную технологию и представила собственную линию цианоакрилатов под названием «Super Bonder». Loctite быстро завоевал долю рынка, и к концу 1970-х годов считалось, что он превысил долю Eastman Kodak на рынке промышленных цианоакрилатов в Северной Америке . Компания National Starch and Chemical Company приобрела бизнес по производству цианоакрилатов Eastman Kodak и объединила его с несколькими приобретениями, сделанными в течение 1970-х годов, с образованием Permabond. Другие производители цианоакрилата включают LePage ( канадская компания, приобретенная Henkelв 1996 г.), Permabond Division of National Starch and Chemical, которая была дочерней компанией Unilever . Вместе на Loctite, Eastman и Permabond приходилось примерно 75% промышленного рынка цианоакрилатов. По состоянию на 2019 год Permabond продолжал производство оригинальной формулы 910.

Дальнейшее чтение [ править ]

• derma + flex QS 510k Letter:
• LiquiBand 510k Letter:
• Фернандес, Таня и Блисковски, Вал (2 января 2003 г.). «Цианакрилатная технология: оставайтесь на связи». Pharmbiz.com .
• Хейс, Шэрон Каски (11 июля 2004 г.). «Открытие суперклея помогло Куверу попасть в Национальный зал славы изобретателей». Kingsport Times-News .
• Джуенеман, Ф. (август 1981 г.). «Прикрепи это к гм». Промышленные исследования и разработки . п. 19.
• Perry, LC «Оценка острой прочности послеоперационного шва с помощью травматического хирургического тканевого адгезивного закрытия раны». Анализ размерностей Systems Inc .
• Куинн Дж. И Киссак Дж. (1994). «Тканевые клеи для ремонта разрывов во время спортивных мероприятий». Клинический журнал спортивной медицины . 4 (4): 245–248. DOI : . S2CID   .
• Шваде, Натан Д. (10 апреля 2002 г.). «Клеи для ран, 2-октилцианоакрилат». Статья в eMedicine .
• Винтерс, HV; Галил, К.А.; Ланди, MJ; Кауфманн, JC (1985). «Гистотоксичность цианоакрилатов. Выборочный обзор». Нейрорадиология . 27 (4): 279–291. DOI : . PMID   . S2CID   .

Растворимость суперклея и техника безопасности

Если суперклей загустел, разбавить его не получится. В любом случае при контакте с воздухом он мгновенно твердеет. При попадании клея на непредназначенные для этого поверхности и материалы разбавить его тоже трудно, есть риск повреждения основания. Как средство для удаления суперклея можно применять ацетон, иной органический растворитель, но удается очистить изделие не всегда. Можно приобрести специализированную смывку, самой лучшей по праву считается «Космофен». Заменить смывку можно нитрометаном.

При работе с суперклеем не стоит надевать хлопковые перчатки. При их пропитывании есть риск начала экзотермической реакции с появлением ожога. Лучше применять обычные резиновые перчатки. Комнату следует тщательно проветривать: несмотря на низкую токсичность, многие суперклеи испускают малоприятный запах. При попадании в глаза нужно хорошо промыть их чистой водой и сразу обратиться к врачу!