 |
|
Состав и классификация клеев
Основа клея определяется его происхождением. Клеи бывают природного, искусственного или синтетического происхождения, органической или неорганические природы.
Природные клеи подразделяются на клеи животного, растительного и минерального происхождения. Основой клеев животного происхождения являются белковые вещества: коллаген (в мездровом и костном клеях) и казеин (в казеиновом клее). Мездровый и костный клеи называют коллагеновыми. Основой клеев растительного происхождения является крахмал (картофельный, кукурузный) и продукты его переработки (декстрины). К минеральным клеям относят силикатный и асфальтобитумные клеи. Силикатный клей - это концентрированный водный раствор силикатов натрия и калия (растворимое, или жидкое, стекло) переменного состава.
Основой большинства синтетических клеев являются полимеры или мономеры и олигомеры, превращающиеся в полимеры в процессе склеивания. Синтетические клеи получают с использованием синтетических каучуков, термореактивных и термопластичных смол. Основой клеев могут быть смеси полимерных смол, смеси смол с каучуками и т. п. Перспективно использование в одном клее двух полимеров - термопластичного и термореактивного, например клей-расплав в сочетании с эпоксидной смолой.
В большинстве случаев клеи представляют собой сиропообразные растворы этих смол в органических растворителях, их выпускают одно- и многокомпонентными.
В состав клеев входит основа клея и растворители - вода или органические соединения: ацетон, этиловый спирт, бензин, хлорпроизводные, ароматические соединения; пластификаторы (дибу-тилфталат, диоктилфталат); наполнители.
Наполнители - важные компоненты клеев, которые обеспечивают необходимую вязкость клея, уменьшают усадку при затвердевании клеевого слоя и повышают его прочность (кварцевый песок, каолин, мел и др.). Некоторые наполнители являются специально введенным балластом, который незначительно ухудшает комплекс свойств, но удешевляет клей. Такие наполнители называют экс-тендерами.
Отвердители входят в состав клея на основе ненасыщенных (термореактивных) смол. Вместе с ними используют катализаторы (ускорители) процесса отверждения. Они поступают в продажу в отдельной упаковке (двухупаковочные). Пленки термореактивных клеев при нагревании отвердевают необратимо.
Загустители и разбавители используют для регулирования вязкости клеев. Стабилизаторы добавляют в клеи для повышения стойкости клеевых соединений к внешним воздействиям в процессе эксплуатации.
Клеи-расплавы - это термопластичные безрастворные клеи, они приобретают адгезионные свойства только при нагревании, а после охлаждения клеевое соединение твердеет. Их преимущество - отсутствие органических растворителей. Основным базовым продуктом клеев общего назначения является полиэтилен и сополимеры этилена с винилацетатом (СЭВА) с различным содержанием винилацетатных групп. Используют также полиамиды, полиэфиры, поливинилбутираль, полиизобутилен, полиуретаны.
Классификация клеев проводится по условиям склеивания, характеру склеивания, водостойкости клеевого соединения, по агрегатному состоянию, по назначению и по наименованию основы клея.
По условиям склеивания клеи делят на контактные, в которых происходит склеивание без приложения давления, и липкие (липкие ленты), требующие приложения давления.
По характеру склеивания клеи бывают холодного и горячего отверждения (термореактивные клеи).
По водостойкости клеевого соединения клеи бывают высоководоупорными (кипящая вода), водоупорными (вода комнатной температуры) и нестойкими к холодной воде (клеи растительного и животного происхождения). Природные клеи казеиновый и декстриновый обладают низкой водостойкостью, однако их достоинство - гигиенические и экологические свойства: они разрешены для использования в материалах, контактирующих с пищевыми продуктами (склеивание пакетов, пачек, коробок).
По агрегатному состоянию клеи бывают твердые (кусочки, прутки, хлопья, например, КМЦ-клей) и жидкие - в виде растворов (силикатный) или дисперсий (ПВА-эмульсия).
По назначению бытовые клеи подразделяются на четыре подгруппы:
-клеи хозяйственного назначения: для ремонта в домашних условиях, склеивания изделий, мелкого ремонта: клей обойный на основе карбоксиметилцеллюлозы или метил целлюлозы, клеи ПВА с разной прочностью клеевого соединения (универсальный, сверхсильный и др.), клей стиропор (для наклеивания потолочных плиток из полистирола), клей "Момент", клеи - жидкие гвозди, которые выпускают в ассортименте для склеивания различных поверхностей, и др.;
-клеи специального назначения: клеи столярные ("Кедр"), резиновые ("Гумми"), клеи для наклеивания паркета, термостойкие клеи; клеи 88-М, 88-СА, 88-НП для склеивания резины с металлами; клей ПФ-14, клеи БФ-2 и др.;
-универсальные: "Универсал", "Уникум", "Феникс", эпоксидные
клеи, способные склеивать широкий круг материалов;
-канцелярские: ПВА, силикатный, казеиновый.
Синтетические клеи классифицируют и называют по природе полимерной основы. Из эфироцеллюлозных клеев для бытовых целей применяют клеи на основе карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), водные растворы которой используют в качестве обойного клея.
Резиновые клеи получают растворением натуральных, синтетических каучуков (бутадиенового, дивинил-стирольного и др.) или сырых резиновых смесей в бензине. Растворы сырых резиновых смесей используются для ремонта автопокрышек с последующей горячей вулканизацией.
Свойства резиновых клеев зависит от вида каучука. Клей на основе дивинил-нитрильного каучука (СКН) дает клеевой шов, который стоек не только к действию воды, но и к действию нефтепродуктов. Наиритовый клей (раствор полихлоропренового каучука - ПХП) хорошо склеивает резину и кожу при изготовлении обуви, а также текстильные ткани и другие материалы. Латексные каучуковые клеи применяют для наклеивания линолеума и др. Все резиновые клеи дают эластичное влагостойкое клеевое соединение.
Поливинилацетатные клеи получают из поливинилацетата и его сополимеров с различным содержанием ацетатных групп в виде водных эмульсий. Благодаря своим достоинствам и вариации прочности клеевого соединения ПВА-эмульсионные клеи находят широкое применение: канцелярский, обойный, для наклеивания линолеума и др. Водно-эмульсионные клеи могут быть получены на основе сополимеров винилацетата с винилхлоридом, эфирами акриловой и метакриловой кислот.
Термореактивные синтетические клеи вырабатывают из акриловых, полиэфирных, эпоксидных смол, феноло-формальдегидных олигомеров и др.
Акриловые клеи производят на основе олигоэфиракрилатов (анаэробные клеи), эмульсий акриловых мономеров (эмульсионные); специальные цианакрилатные клеи, которые обладают прочностью, оптической прозрачностью и очень высокой адгезией к коже человека. Последнее обстоятельство требует осторожности при работе с ним. Для клеев, содержащих цианакрилаты, на маркировке дается информация: "Цианакрилат. Опасно. Схватывает кожу и глаза моментально. Хранить в недоступном для детей месте".
Полиэфирные клеи получают с использованием олигомеров эфиров многоосновных кислот и многоатомных спиртов в комбинации с мономерами стирола, винилацетата и др. Клеи имеют высокую термостойкость и прочность.
Феноло-формолъдегидные смолы в спиртовых растворах (клеи БФ - бутваро-фенольные) в настоящее время используют ограниченно вследствие токсичности фенола и формальдегида.
Мочевино-формольдегидные (синтетические столярные) клеи в отличие от феноло-формальдегидных применяют в виде водных растворов. По сравнению с феноло-формальдегидными клеями они имеют ряд преимуществ: бесцветны, светостойки и менее токсичны, но по прочности склеивания и водостойкости уступаютфеноло-формальдегидным. Меламино-формальдегидные клеи применяют в производстве ламинированных древесных (мебельных) плит.
Эпоксидные клеи приобретают все большее значение. Они имеют широкий спектр продуктов для их получения - эпоксидных смол с различным содержанием эпокси-групп. Клеи отличаются исключительно высокой адгезионной способностью ко многим материалам, химической инертностью, создают прочные клеевые соединения, а шов обладает низкой усадкой. Клеи являются универсальными, применяются как в быту, так и в промышленности.
Постоянно-липкие материалы. Многие виды термопластичных смол (сополимеры этилена-винилацетата, бутадиен-стирола, изопрен-стирола, акрилонитрил-бутадиен-стирол а) используют для изготовления пленок с остаточной липкостью - липких лент, липких наклеек. Их называют адгезивами, чувствительными к давлению. Нанесенный на них клеевой состав имеет длительную жизнеспособность, со временем не затвердевает и не высыхает и проявляет свои адгезионные свойства при приложении небольшого давления.
Липкие ленты (скотчи) выпускают в рулонах шириной 1СМ-0 мм на бумажной, тканевой или полимерной основе (прозрачной - на целлофане, полиэтилене; непрозрачной - на лавсане и др.). Их используют для ремонта книг, отделочных, электротехнических работ, для скрепления потребительской и транспортной тары (картонных ящиков). При нанесении на пластик (рейки, уголки) они могут использоваться для заделки стыков в ванной комнате, на кухне.
Антиклей (антиадгезионное средство) - современные препараты для обработки поверхностей с целью снижения адгезии на основе кремнийорганических соединений. После обработки антиклеем на поверхность невозможно наклеить, например, несанкционированные объявления и т. п.
Герметики
Герметики - пастообразные клеевые составы для герметизации и уплотнения швов в различных конструкциях. Собственно герметики выполняют функцию заполнения швов, уплотнения, герметизации, гидроизоляции. К таким герметикам не предъявляют требований высокой прочности, поскольку они работают чаще всего в статических условиях.
Герметики используют в строительстве и в быту. Они представляют собой липкие, пластичные массы, состоящие из связующего вещества и наполнителей. Клеящей и связующей основой герметиков являются синтетические смолы и каучуки (кремнийорганические смолы и силиконовые каучуки; пол и изо бутилен, бутилкаучук, нитрильные каучуки). В вулканизующиеся герметики перед употреблением вводят вулканизующие вещества.
Герметики кровельные предназначены для защиты и ремонта кровли и чердачных помещений; гидроизоляционные герметики (по влажной поверхности) предназначены для защиты подвальных помещений, сантехнического и канализационного оборудования. Выпускают гидроизоляционные герметики высыхающего типа, предназначенные для антикоррозионной защиты металлических и полимерных емкостей для хранения и транспортирования питьевой воды.
Акриловые и силиконовые герметики выпускают в тубах или баллонах под строительный "пистолет", что дает удобство использования при заделке швов в плинтусах, деревянных конструкциях, аквариумах, бассейнах и пр. Отверждение происходит на воздухе. В герметики, работающие во влажных средах, специально добавляют противогрибковые препараты. Силиконовые герметики масло- и бензостойки, способны работать в диапазоне температур от -50 до +250 °С. Широко распространены так называемые монтажные пены, которые служат для заделки стыков или швов шириной более 3 см. Они заполняют пространство между конструкционными элементами, но не пригодны для сопротивления нагрузкам и выполняют только роль инертного заполнителя. Наиболее распространены полиуретановые пены, которые выпускают в аэрозольных баллонах .вместимостью 0,3; 0,5; 0,75 дм3 (марки "Пинофлекс", "Мак-рофлекс", "Квадро" и др.)
Наряду с традиционными клеями большое распространение получают клеи-герметики, служащие для уплотнения и защиты различных бытовых изделий и предметов от воздействия воды, воздуха, агрессивных сред и тепла.
Клей-герметики выполняют двойную функцию - герметизации и склеивания для получения прочного и герметичного соединения. В отличие от герметиков, клей-герметики должны обладать свойством текучести.
Разновидностью клеев-герметиков, содержащих минеральные наполнители, можно считать мастики и затирки, которые применяют для наклеивания керамической плитки и заделки швов между ними. Мастики и затирки поступают в продажу в сухом виде и затворяются водой. После высыхания они дают водостойкий шов.
Глава 4
Прочие бытовые химические товары
В настоящее время на рынке имеется широкий выбор товаров бытовой химии, наименований товаров - десятки тысяч: это чистящие, полирующие, пятновыводные средства; минеральные удобрения; ядохимикаты; дезинфицирующие средства и др.
Средства для мытья посуды прочно заняли свои позиции на российском рынке. Ассортимент представлен пеномоющими средствами для мытья посуды, в т. ч. столовой, вручную (контакт с кожей рук) и в посудомоечных машинах.
Особенности декорирования российской столовой посуды не позволяют использовать некоторые ее виды для мытья в посудомоечных машинах: это позолота (штамп, отводки и др.), печать, деколь и другие, поскольку при высоком давлении струи воды и при высокой температуре в окислительной среде декор может быть нарушен. Моющие средства для мытья в посудомоечных машинах выпускают в основном в двух формах: порошкообразные или таблетированные. Они представляют собой смесь минеральных и органических соединений: карбонат и силикат натрия, фосфаты для улучшения растворимости солей жесткости и снятия накипи, от 5 до 15% кислородсодержащих отбеливателей (персолей), катализатор отбеливания ТАЕВ (тетраацетил этилен-диамин), ферменты - амилазу и протеазу, ПАВ, ароматизаторы, связующее.
В качестве пеномоющих средств для посуды используют водные растворы анионоактивных и неионогенных ПАВ. Наиболее часто используют лауретсульфат натрия, оксиэтилированные жирные спирты, диэтаноламиды жирных кислот, вторичный алкил-сульфонат натрия, кокамидопропилбетаин, а также бикарбонат натрия, консерванты, ароматизаторы. Такое сочетание ПАВ делает возможным мытье посуды в широком диапазоне температур, а алкилглкжозид и кокамидопропилбетаин минимально раздражают кожу рук. Содержание ПАВ в жидких средствах составляет суммарно от 4,5 до 11,5%.
Средства для мытья посуды должны не только эффективно удалять загрязнения, но и содержать нетоксичные компоненты, которые легко смываются с поверхности посуды. Этим требованиям удовлетворяют триполифосфаты калия и натрия, мыло, анионные ПАВ. Для чистки посуды, предназначенной для приготовления пищи, применяют абразивные средства (например, "Пемолюкс").
Некоторые из выпускаемых средств для чистки и мытья посуды обладают мягким дезинфицирующим эффектом.
По показателям безопасности для средств, контактирующих с кожей рук, рН должен быть в пределах 4,0-11,5. Важнейшим показателем является смываемость остаточных ПАВ с посуды: для анионных ПАВ - не более 0,5 мг/л, для неионогенных - не более 0,1 мг/л в смывах. Наилучшими являются средства, которые не оставляют следов ПАВ на посуде после первого ополаскивания.
Чистящие средства
К группе чистящих средств отнесены средства ухода за сани-тарно-техническим оборудованием ванных и туалетных комнат, кухни и кухонным оборудованием.
В зависимости от наличия абразивных компонентов все чистящие средства делят на две разновидности - абразивные и безабразивные. Абразивные чистящие средства в качестве основного компонента содержат тонкодисперсные природные или искусственные абразивы - частицы с высокой твердостью. К ним относятся тонко измельченные порошки кварцевого песка, пемзы, мела и т. п. и искусственные материалы, например порошки электрокорундов.
Абразивные чистящие средства выпускают в виде порошков, паст и эмульсий. В состав порошкообразных абразивных средств, кроме абразива, входят поверхностно-активные вещества, кальцинированная сода. В пастообразные и суспензионные абразивные чистящие средства входят те же компоненты, а также вода, эмульгаторы, этиленгликоль, глицерин (для предохранения средства от быстрого высыхания, который оказывает кроме этого смягчающее действие на кожу рук). Абразивные порошки снимают загрязнения за счет механического воздействия, поэтому средства с активными, твердыми абразивами не должны использоваться для чистки изделий с серебрением или позолотой, а также для поверхностей с низкой твердостью. Для них могут применяться суспензии более мягких абразивов - мел, глина, полимерные порошки.
Безабразивные средства выпускают в порошкообразном и жидком виде. В состав порошкообразных средств входят кальцинированная сода, триполифосфат натрия и другие компоненты. В состав жидких - ПАВ, спирты, вода, органические и неорганические кислоты. В зависимости от типа очищаемой поверхности (природа материала), его стойкости к агрессивным компонентам, все средства условно можно разделить на средства, содержащие сильные щелочи: гидроксид натрия или гидроксид калия, кальцинированную соду; и средства, содержащие сильные кислоты: гликолевую, щавелевую, адипиновую, уксусную, лимонную, фосфорную, соляную и др. Маркировка средств, содержащих кислоты и щелочи, должна иметь предупредительный знак и символ опасности "С" - едкое вещество. При работе с ними нужно соблюдать правила безопасности (работать в резиновых перчатках, остерегаться попадания средств в глаза).
Многие абразивные и безабразивные чистящие средства обладают дезинфицирующим эффектом за счет добавки солей дихлор-изоциануровой кислоты, гипохлорита натрия, хлорированного тринатрийфосфата, а также четвертичных аммониевых оснований, производных фенола. Замещенные фенолы и гликолевая кислота обладают синергизмом (взаимоусилением) действия в отношении патогенной микрофлоры, плесеней.
Чистящие средства не могут быть универсальными, пригодными для чистки любых поверхностей и удаления любых загрязнений в силу их специфики. Между тем выпускается значительное количество средств с широким диапазоном применения. Средства можно классифицировать по назначению следующим образом.
Средства для чистки унитазов. Они должны быстро очищать поверхность от трудноудаляемых загрязнений белкового и жирового характера. В состав большинства средств входят кислоты (фосфорная, соляная, гликолевая, сульфаминовая), дезинфицирующие компоненты. Новое поколение препаратов - твердые очистители, введенные в сливной бачок, позволяют предупреждать появление налетов и ржавых пятен в результате постоянного высвобождения активных компонентов очистителей в процессе их гидролиза. Обеззараживание происходит за счет введения в очиститель цетилтри метил аммонии бромида. Отечественное жидкое средство "Унифор" содержит ортофосфорную кислоту, снимает ржавчину и известковый налет, обладает дезинфицирующим действием.
Универсальные средства для чистки ванн, раковин, унитазов, керамики, эмалированных поверхностей выпускаются в виде порошков, паст и жидкостей. Порошкообразные и пастообразные средства обладают дезинфицирующим эффектом (например, "Пемоксоль", "Пемолюкс", "Доместос", "Дося" "Бинго").
Средства для чистки и удаления с поверхности ржавчины должны применяться с осторожностью и не.использоваться для повседневной чистки поверхности эмалированных ванн и раковин, поскольку входящая в состав этих средств щавелевая кислота медленно растворяет тонкий слой эмали.
Средства для чистки и промывки канализационных труб предназначены для очистки стоков, сифонов и канализационных труб ванн и раковин (например, "Крот", "Сток"). Действие таких средств основано на реакции омыления органических продуктов, в частности жировых наслоений, щелочью (гидроксиды натрия или калия).
Средства для чистки металлических изделий ,с покрытиями из цветных металлов содержат тонкодисперсные мягкие (мел, доломит, глины) или активные абразивы (оксид алюминия, диоксид кремния). В рецептуры этих средств входят нашатырный спирт, щавелевая или ортофосфорная кислоты, воск и органические растворители (уайт-спирит, бутиловый спирт) для защиты очищенной поверхности.
Средства для удаления накипи, образующейся при кипячении "жесткой" воды, которая обязана наличию в ней бикарбонатов кальция и магния. При кипячении воды эти соли разрушаются и выпадают в осадок в виде карбонатов кальция и магния, образуя на дне и стенках посуды желто-коричневый слой накипи. В средствах для удаления накипи (например, "Адипинка", "Силит") содержатся органические кислоты (адипиновая, лимонная, фосфорная, сульфаминовая), которые не взаимодействуют с металлами, но растворяют накипь. Аналогичного состава средства удаляют налет солей жесткости на поверхности металлических раковин, кранов-смесителей и т. п.
Накипь на нагревательных элементах стиральных машин снимают средства, содержащие полифосфаты, в частности, гексаме-тафосфат натрия ("Калгон").
Средства для чистки газовых и электрических плит, холодильников и других кухонных бытовых приборов. Очищаемые поверхности имеют трудноудаляемые загрязнения из окисленных жиров, белковых соединений и смолистых веществ, образующихся при повышенной температуре. Их удаляют пастообразными и жидкими средствами, которые содержат тонкодисперсные абразивы (кварц, аэросил), триполифосфат натрия, силикат натрия, карбок-симети л целлюлозу, глицерин и другие компоненты. Безабразивные средства содержат гидроксид калия или гидроксид натрия, которые омыляют заполимеризованные масла и жиры, переводя их в растворимое состояние ("Шуманит"). В рецептуру очистителей грилей и духовых шкафов входят органические растворители - моноэтаноламин, изопропанол, монобутиловый эфир этиленгликоля, анионоактивные ПАВ, гидроксид калия. Выпускаются средства во флаконах с дозаторами типа триггер (курок) или в аэрозольных баллонах.
Средства для очистки обивки мебели, ковров, изделий из ворсовых тканей содержат кристаллизующиеся ПАВ, растворители, адсорбенты, ароматизаторы, антимольные добавки. Чистка производится пеной, которая после высушивания вместе с загрязнениями удаляется щеткой или пылесосом ("Золушка", "Умка"). В последние годы появились средства для использования в моющих пылесосах (например, "Ковроль").
Средства для чистки оконных стекол, зеркал, стеклянной посуды после высушивания не должны оставлять жирных пятен и радужных разводов. В состав средств входят спирты, слабые органические кислоты (уксусная), органические растворители ("Нит-хинол", "Миг", "Секунда"); выпускаются-также средства на основе анионных ПАВ, изопропилового спирта и 25% раствора аммиака. Форма упаковки - бутылки, флаконы и аэрозольные баллоны.
По физико-химическим показателям чистящие средства могут иметь рН до 4,0 (кислые) и более 11,5 (щелочные) - для средств, не контактирующих с кожей рук. Массовая доля щелочных компонентов в чистящих и отбеливающих средствах (сухих) должна быть не более 15%, в водных растворах - не более 200 г/л. В средствах для очистки канализационных труб массовая доля щелочи должна быть не более 75%. Массовая доля спирта в стеклоочистителях и других товарах, содержащих спирт, должна быть не более 70% (этиловый или изопропиловый) и не более 20% (изоамиловыйили бензиловый спирт). Моющая способность чистящих средств для различных видов поверхностей, используемых в виде растворов, должна быть не менее 80%. Эффективность удаления ржавчины с твердой поверхности чистящими средствами должна составлять не менее 80%.