3
Любой человек на Земле за свою жизнь множество раз пользуется клеями – веществами, которые способны образовывать прочную адгезионную связь между частями соединяемых поверхностей и клеевой прослойкой. Некоторые клеи могут образовывать новые межмолекулярные связи, но такие вещества пока проходят лабораторные испытания.
Один из самых популярных среди домашних мастеров клеев – это «эпоксидка», эпоксидная смола (слово «эпоксид» образовано от двух греческих корней: epi – над и oxy – кислый). Несмотря на слово «смола», вызывающая ассоциации с древесной смолой, эпоксидка является синтетическим веществом и в природе не встречается. «Прародителем» эпоксидной смолы можно считать русского химика Александра Павловича Дианина – современника Менделеева. Он был первым, кто в 1891 году получил один из ключевых компонентов для производства эпоксидных смол – бисфенол А. Другое название этого мономера – дифенилолпропан, а также – диан. От имени А. П. Дианина и пошло название «эпоксидно-диановые смолы» (по-английски «epoxy-diane resins»).
К открытию эпоксидной смолы привела работа нескольких учёных, занимавшихся синтезом эпоксидных соединений. Первый шаг на пути к открытию вещества сделал русский химик Николай Александрович Прилежаев. В 1909 году он обнаружил реакцию, которая даже названа его именем, и заключается в окислении алкенов надкислотами. Продуктами реакции становится эпоксидные соединения, к которым относится эпоксидная смола. Синтез дифенилолпропана, который впоследствии использовался для получения не только эпоксидной смолы, но и поликарбонатов, клеёв, лаков, не стал заметным событием для современников (как и открытия других полимеров – тогда их пренебрежительно считали побочными продуктами). Им по-настоящему заинтересовались лишь в предвоенной Европе.
Синтезом смол из эпоксидных соединений в 1930-х занимались многие учёные. Немецкий химик Пауль Шлак из германского концерна «ИГ Фарбениндустри» запатентовал (Пат. 2136928 США) способ получения высокомолекулярных полиаминов, образующихся при взаимодействии аминов с эпоксидными соединениями, содержащими в молекуле более одной эпоксидной группы.
В 1936 году швейцарский химик Пьер Кастан запатентовал самый известный ныне эпоксид – бисфеноловый и путём взаимодействия бисфенола А с эпихлоргидрином синтезировал низковязкую смолу янтарного цвета, которая (при взаимодействии с фталиевым ангидридом) переходила в неплавкое и нерастворимое состояние. Он предложил применять такие смолы в производстве зубных протезов и некоторых литых изделий. В 1939 году американский химик С. Гринли синтезировал и запатентовал (Пат. 2521911 США) несколько разновидностей аналогичных смол, получивших название «эпоксидно-диановых». Он занимался своей работой в сотрудничестве с фирмой Devoe-Reynolds. Полученные им вещества были рекомендованы к использованию при производстве защитных покрытий различного назначения.
Первый эпоксидный клей – «Araldite 1» на основе разработок Пьера Кастана выпустила известная компания «Сiba» в 1943 году (Пат. 211116 Швейцария), после чего именно Швейцария на долгие годы стала самым крупным производителем эпоксидных смол.
Эпоксидная смола находится в жидком состоянии, и для её отверждения требуется отвердитель, после чего смола переводится в твёрдое неплавкое и нерастворимое состояние. Этот клей имеет огромное применение не только в быту – гораздо в больших объёмах его используют в строительстве, электротехнике, машиностроении и судостроении, авиа- и ракетостроении.
Небольшая немецкая компания DELO Industrial Adhesives, расположенная в Баварии, уже несколько десятков лет специализируется на клеях и является ведущим производителем клеёв для промышленности. Не так давно компания продемонстрировала феноменальные клеевые свойства состава, поставив рекорд, который вошёл в Книгу рекордов Гиннесса. Сверхпрочный клей был создан специально для установления рекорда, и основан на серийном однокомпонентном эпоксидном клее DELO MONOPOX, который используется главным образом в машиностроении.
Предыдущий рекорд, установленный Германским центром авиации и космонавтики в 2013 году, продержался шесть лет. Немецкая компания «Henkel» выпустила моментальный цианокрилатный клей торговой марки LOCTITE. Специалисты тогда провели эксперимент, который позволил безошибочно определить, что клей обладает сверхпрочными качествами. Всего девять капель этого «секундного» клея соединили металлическую балку и пикап с установленным в его кузове легковым автомобилем. Затем кран поднял машины на высоту. Соединённая техника некоторое время удерживалась в воздухе. Общий вес поднятого груза составил 5 тонн!
И вот, 12 июля 2019 года этот рекорд был побит. Клей был нанесён на два алюминиевых цилиндра размером примерно с банку для напитков, имеющие с одной из сторон крюки. Конструкция зацеплялась одним концом крюком к крану, другим – к грузовику. После этого кран должен был поднять грузовик, масса которого стремилась разорвать соединение двух склеенных цилиндров.
Кран смог успешно поднять грузовик на высоту одного метра, где он и провисел в течение часа. При этом площадь соприкосновения цилиндров составила всего 38,5 квадратных сантиметра при диаметре 7,12 см. Всего клея понадобилось 3 грамма.
Как показывает практика, качество клеёв с течением времени растёт довольно быстрыми темпами, и рекорды ставятся каждые несколько лет. Так что этот рекорд, надо полагать, также будет побит в ближайшем будущем.
