Приклейте

<час />

Фон

Подсчитано, что на каждого человека в Америке расходуется около 18,2 кг клея в год, и легко понять, как и почему, если посмотреть на масштабы его использования. Мебель, сантехника, обувь, книги, здания и автомобили используют клей в некоторых частях конструкции.

Клеи являются частью большого семейства, называемого клеями. Эти два класса отличаются тем, что клей состоит из органических соединений, а клеи - на химической основе. Адгезивные материалы, называемые эпоксидными смолами, герметиками или герметиками, также представляют собой химические соединения, в которые есть специальные добавки, которые придают им свойства, подходящие для определенных работ или применений.

Клей появился, когда древние племена обнаружили, что кости, шкуры, кожа, сухожилия и другие соединительные ткани животных можно обрабатывать для удаления коллагена, белка в этих тканях. Коллаген был липким и использовался для удержания вещей вместе. Сухие вещества молока, известные как казеин, и альбумин крови также могут использоваться в качестве основы для клея. Высушенная сыворотка крови коров дает альбумин, который при нагревании свертывается (слипается) и становится нерастворимым в воде.

Рыбный клей также делали из голов, костей и кожи рыб, но этот клей, как правило, был слишком тонким и менее липким. Путем экспериментов первый человек обнаружил, что воздушные пузыри различных рыб производят гораздо более удовлетворительный клей, белый и безвкусный. В конце концов его назвали isinglass или ихтокол.

Есть три класса веществ, которые называются клеями и не содержат химикатов, соединений или высокотехнологичных добавок; это костный клей, клей для кожи или кожи, рыбий клей. Технически, другие липкие вещества представляют собой клеи, камеди или цементы, хотя потребители склонны использовать эти термины как синонимы.

Растения также использовались для производства клеев, которые в совокупности называются растительными клеями. Эти материалы диспергируются или растворимы в воде и обычно изготавливаются из крахмалов, из которых состоят многие зерна и овощи. Натуральные камеди включают агар из коллоидов морских растений, альгин, полученный из морских водорослей, и гуммиарабик, экстракт дерева акации (также известного как дерево камеди). Вещество, называемое морским клеем, используется для заделки швов, но оно состоит из дегтя или смолы и на самом деле не является клеем.

История

Самые ранние свидетельства использования клея все еще можно увидеть в наскальных рисунках, сделанных нашими предками-неандертальцами в Ласко, Франция. Эти ранние художники хотели, чтобы их работа прослужила долго, и смешали клей с краской, которую использовали, чтобы краски выдерживали влагу стен пещеры. В египетских артефактах, обнаруженных в их гробницах, видно, что клеи использовались по-разному; пожалуй, наиболее поразительными являются шпон и вставки в деревянной мебели, которая была сделана с помощью клея еще в 3000 г. до н. э. Египтяне также использовали клей для изготовления папирусов. Греческие и римские художники широко использовали клеи; мозаичные полы и облицованные плиткой стены и ванны остались нетронутыми спустя тысячи лет.

В мебельном производстве широко используются клеи. Несмотря на то, что существует множество способов скрепления деталей друг с другом, клей часто используется либо постоянно, либо для выравнивания деталей, в то время как другие соединения устанавливаются на место. Все великие краснодеревщики с шестнадцатого по девятнадцатый век использовали клей в производстве мебели, в том числе Чиппендейл, Хепплуайт, Дункан Файф, братья Адамс и Шератон. Клеи, используемые этими краснодеревщиками, были сделаны из шкур животных, копыт и других частей, которые были превращены в желе, а затем высушены. Желе измельчали ​​в порошок или хлопья. Его снова смешали с водой и осторожно нагрели в горшочке для клея. Этот продукт был коричневым, хрупким, твердым и не водонепроницаемым. Тем не менее, этот клей был единственным клеем, доступным до Первой мировой войны. В то время были впервые произведены казеиновые клеи из молока и нитроцеллюлозные клеи.

В 1930-х годах достижения в химической промышленности и индустрии пластмасс привели к разработке широкого спектра материалов, называемых адгезивами и клеями для пластмасс или синтетических смол. Вторая мировая война привела к дальнейшему расцвету этой отрасли, когда были изобретены неопрены, эпоксидные смолы и акрилонитрилы. Они использовались военными и не были доступны для коммерческого использования до конца 1940-х или 1950-х годов. С тех пор были разработаны узкоспециализированные водостойкие клеи для многих отраслей промышленности и уникальных применений, включая строительство космических челноков. Клей по-прежнему используется в деревообработке и производстве абразивных материалов, таких как наждачная бумага. Они также используются в качестве коллоида в промышленных процессах; коллоиды добавляются к жидкостям, чтобы заставить твердые частицы, взвешенные в жидкости, отделяться, чтобы их можно было извлечь либо для очистки жидкости, либо для обработки твердых частиц.

Питер Купер

Лучше всего запомнили Питера Купера как филантропа, он был гениальным изобретателем и очень успешным производителем. Купер родился в Нью-Йорке, в семье солдата Революционной армии, который принимал активное участие во многих предприятиях и вовлекал во все их молодого Питера. Хотя у Купера был всего один год формального образования, его ранний опыт общения с отцом подготовил его к успеху в его разнообразной деловой карьере. Поступивший в ученики к кузнице в возрасте 17 лет, Купер настолько преуспел, что работодатель заплатил ему зарплату и предложил поддержать его в его собственном предприятии. Вместо этого Купер занялся стрижкой ткани, в которой преуспел. Затем он купил права на процесс производства клея, усовершенствовал его с помощью собственного изобретения, начал управлять клеевым заводом и обеспечил фактическую монополию на американский клеевой бизнес.

В 1828 году Купер занялся производством чугуна, построив Canton Iron Works в Балтиморе, штат Мэриленд, намереваясь поставлять продукцию для железной дороги Балтимора и Огайо. Однако железная дорога была на грани разрушения из-за извилистой и холмистой дороги, по которой следовали ее пути. Большинство инженеров в то время считали, что локомотивы не могут ездить по такой местности. Купер быстро построил первый в Америке паровоз, небольшой, но мощный. В 1830 году этот «Палец Тома» вез 40 пассажиров со скоростью 10 миль в час и доказал, что железные дороги могут двигаться по изогнутым путям.

После этого успеха коммерческие предприятия Купера быстро росли. Его металлургический бизнес расширился до рудников, литейных, проволочных и прокатных станов. В 1854 году фабрика Купера в Трентоне произвела первые железные конструкционные балки для использования при возведении огнестойких зданий. Купер стал главным покровителем и непоколебимым сторонником проекта Сайруса Филда (1819-1892) по прокладке атлантического телеграфного кабеля. Будучи президентом Североамериканской телеграфной компании, Купер владел и контролировал половину телеграфных линий в Соединенных Штатах. Как изобретатель, Купер сконструировал первую стиральную машину и различные двигатели для гидроциклов.

Сырье

Производители клея получают кости и ткани животных на бойнях, кожевенных заводах и предприятиях по упаковке мяса; Неслучайно крупнейшим производителем клея в мире является молочная компания Borden Company. Останки животных, которые являются сырьем для клея, могут включать уши, хвосты, обрывки шкуры или кожи, соскобы с мясистых сторон шкур, сухожилий, костей и ступней. Аналогичным образом производители клея для рыбы получают кости, головы, чешую и шкуры рыб с консервных заводов и других перерабатывающих предприятий.

С небольшими вариациями одни и те же основные процессы используются для изготовления клея для костей, шкур или кожного клея, а также рыбы. клей. Шкуры и другие отходы моют, чтобы удалить грязь, и замачивают, чтобы смягчить их. Этот материал называется бульоном, и его готовят путем кипячения в открытых резервуарах или варки под давлением в автоклавах. Полученная жидкость, называемая «клеевой раствор», экстрагируется и снова нагревается, чтобы клей загустел. В остывании этот материал выглядит как желе и твердый. Чтобы удалить загрязнения и сделать клей прозрачным, можно добавить такие химические вещества, как квасцы или кислота, а затем яичный альбумин. Эти химические вещества вызывают осаждение или выпадение примесей из клея. Клей делают более концентрированным в вакууме-

Производственный
процесс

Изготовление шкур или клея для кожи

1. С небольшими вариациями, одни и те же основные процессы используются для изготовления клея для костей, кожи или кожи, а также клея для рыбы. Шкуры и другие отходы моют, чтобы удалить грязь, и замачивают, чтобы смягчить их. Этот материал называется массой, и его пропускают через серию водяных бань, в которые добавляют все больше и больше извести, чтобы шкуры и шкуры набухали и разрушались. Набухшие шкуры промывают в большой стиральной машине для удаления извести. Последние следы извести удаляются обработкой бульона слабыми кислотами, такими как уксусная или соляная кислота. Наконец, бульон готовят путем кипячения в открытых емкостях или варки под давлением в автоклавах.
2. Готовка при правильной температуре и в течение нужного времени разрушает коллаген и превращает его в клей. Если температура или время не соблюдены, качество клея испортится. Большие паровые змеевики в открытых резервуарах нагревают воду и продукт до 160 ° F (70 ° C). Три или четыре обработки чистой водой выполняются при повышении температуры (или давления, если используется система под давлением). Полученная жидкость, называемая «клеевой раствор», экстрагируется и снова нагревается для загустения клея.
3. В охлажденном состоянии этот материал выглядит как желе и является твердым; Хотя он похож на желатин, используемый в пище, он содержит примеси. Чтобы удалить загрязнения и сделать клей прозрачным, можно добавить такие химические вещества, как квасцы или кислота, а затем яичный альбумин. Эти химические вещества вызывают осаждение или выпадение примесей из клея. Для очистки клея также можно использовать механические методы. К ним относятся пропускание клея через ряд механических фильтров или через бумажные фильтры или измельченную кость, называемую костным углем.
4. К клеевому раствору добавляют различные добавки, чтобы получить коричневый, прозрачный или белый клей. Среди этих добавок сернистая кислота, фосфорная кислота или квасцы. Оксид цинка добавляют для получения белого «школьного клея».
5. На данный момент клей представляет собой жидкую текучую жидкость. Его делают более концентрированным в вакуумных испарителях и сушат одним из нескольких способов. Клей можно охладить либо на листы, либо на блоки, а затем подвесить на сетках, чтобы он высох и стал еще более концентрированным. Клей также можно капать в виде шариков или «жемчужин» в не содержащий воды раствор, который дополнительно сушит концентрированные шарики. Затем жемчуг, блоки или листы смешивают до нужной консистенции и перекачивают в бутылки или банки для продажи.

Изготовление костного клея

Производство костного клея несколько сложнее. Чаще всего кости обрабатываются в резервуарах под давлением, но для удаления минералов требуется дополнительная обработка. Кости обезжиривают растворителями, затем на кости наносят соляную кислоту в 8% растворе. Кислота удаляет фосфат кальция и другие минералы и оставляет коллаген в той же форме, что и кусок кости. Кислота удаляется из коллагена, и он сушится для производства товарного оссеина или костного белка (также называемого подкисленной костью), который является основой для костных клеев. После того, как оссеин создан, его можно обработать методом открытого резервуара, а на последующих этапах сделать клей из шкур, как описано выше.

Контроль качества

Все процессы производства клея тщательно контролируются с помощью инструментов, компьютеризированного контроля и наблюдения. Неправильная температура или давление испортят большое количество запасов, которые затем придется потратить; производители не рискнут такими ошибками.

Безопасность и санитария также вызывают серьезную озабоченность. Производители клея, как правило, располагаются очень близко к источникам шкуры и другого сырья, чтобы предотвратить болезни, паразитов, заражение и крупные расходы, такие как транспортировка. Безопасность рабочих тщательно контролируется, как и производство чистого клея.

Побочные продукты / отходы

Сам клей является побочным продуктом молочных заводов, мясоперерабатывающих заводов и других предприятий, которые производят сырье, необходимое для производства клея.

Будущее

Клей жизненно важен для нашего будущего. Все больше и больше производственных процессов используют различные формы клея (в том числе адгезивы) для замены сшивания, сшивания и более дорогих (и менее эффективных) форм крепления. Эксперименты с медицинскими клеями показывают, что треть всех ран может быть «зашита» клеем в ближайшие несколько лет. Клеи оказались настолько универсальными, что ученые постоянно ищут новые приложения, которые сделают нашу жизнь проще.