История синтетических клеев
Есть разные синтетические клеи, появившиеся в 20м и 21м столетии, в 99% случаев можно говорить, открытые случайно. Чем интересна их история? Во-первых, какие механизмы лифта работают для изобретения, как оно продвигается на рынок или в социалистическую промышленность. Во-вторых, люди вокруг этих клеёв появляются весьма неординарные (не обязательно они изобретатели). В третьих, клеи имеют важное военно-промышленное применение, позволяя создавать новую технику, или с успехом быстро модернизировать имеющуюся, или ремонтировать ее в условиях далеких от промышленного производства. В четвертых, клей - продукт массового производства, чтобы его производить в больших количествах нужно иметь хим. процесс, уметь строить под него заводы, и знать при этом что клей будет иметь успех на рынке или в промышленности.
Клей силикатный. Получен в Германии в 1818 г, получил Ян Непомук фон Фукс. Применялся и применяется в основном для гофрокартона (изобретен в 1881 году в США), так как быстро сохнет и дает прочность склеивания большую, чем прочность бумаги (35 кг/см2 для клея с модулем 3).
Фенолформальдегидные клеи. А.М. Бутлеров (ученик Н.Н. Зинина, изучает спиритизм, женат на родственнице Аксакова, знаком с Адольфом Байером, Эрленмейером, Менделеевым, Лобачевским и Бунзеном) описал полимеры формальдегида в 1859, эксперименты с фенолом и альдегидами проводил немец Адольф Байер из Германии, который получил резиноподобную субстанцию(в 1872) позднее (в 1891) его ученик Вернер Клиберг , позднее Baekeland на базе фенола и формальдегида создал лак Новолак, в июле 1907 подана заявка на Бакелит - фенолформальдегидный пластик, патент выдан в декабре 1909 года.
Фенолформальдегидный клей "Б" склеивает с силой 130 кг/см2.
Фенолформальдегидный с винилом Redux 775 склеивает металлы (например нержавейку с силой 394 кг/см2). Редукс 775 разработан в Англии в городе Дуксфорд, Кембридж, на фирме Aero Research, применялся для склеивания военных самолетов. Рецепт его применения немного изменен по сравнению с фенолформальдегидным клеем: вначале наносится жидкий клей, затем он посыпается порошком так чтобы пропорция жидкости и порошка была 1 к 1.3, затем выдерживается полчаса, затем запекается под давлением. https://www.silmid.com/MetaFiles/Silmid/f1/f1063d4b-a28d-41ca-9f1d-e41355e23b9b.pdf
Клей ПВА. Поливинилацетат. Изобретен в Германии, изобретатель немец fritz klatte получил патент US pat. 1241738, от 2 октября 1917 года. В патенте нет про клеющую способность ПВА, но есть про возможность отверждения ультрафиолетом. Тот же Фритц Клатт известен в работами по крупнотоннажному производству поливинилхлорида, работал по ПВХ в 1934 году на BASF, в 1935 году на IG Farbenindustrie AG. http://www.deutsches-kunststoff-museum.de/rund-um-kunststoff/erfinder/fritz-klatte-pvc-polyvinylchlorid/
Эта же IG Farbenindustrie и выпускала в 30х ПВА клей.
ПВА склеивает с силой 30 кг/см2.
1932 год - Немец Август Фишер разработал UHU Alleskleber - тот же ПВА, но не эмульсия в воде, а раствор в органических растворителях (ацетоне и метаноле). Марка клея UHU хорошо известна в Германии.
Клей Pattex. Начал производится в Германии с 1956 года, состав на базе неопрена в органических растворителях, похож на Наирит (который в г.Ереване производится с довоенных лет), но с добавками вроде Тиурама Д (Тетраметилтиурамдисульфид). Лицензия на Паттекс куплена СССР у немецкой фирмы Хенкель, производился с 1979г. в Тосно под маркой "Момент".
Клей полиуретановый. Расширяющийся клей с клеющей силой 130 кг/см2. Изобретен в Германии, выпускался под маркой Полисталь в годы 2й мировой, был 2х компонентным. После войны состав изучался советскими специалистами, было налажено производство похожего 2х компонентного полиуретанового клея в СССР, но вроде не расширяющигося.
В 1937 году немцем Отто Байером открыта реакция полимеризации изоционатов. Позднее в лаборатории каучука IG Farbenindustrie AG была замечена способность вулканизированного каучука буна С (бутадиен-стирол с изоционатами) склеиваться с металлом пресса. Этот процесс применялся для наклеивания "буна с" на катки танков. Отто Байер работал в 1927 году в IG Farbenindustrie, позже в Bayer AG (основана в Вупертале, Германия, 1863, Friedrich Bayer и Johann Friedrich Weskott)
В настоящее время расширяющийся полиуретановый клей (однокомпонентный) известен под маркой Gorilla glue, Kleiberit 501.
Эпоксидный клей. Считается, эпоксидная смола открыта немцем Paul Schlack US Pat 2136928 (производство резиноподобных аминов), в июле 1943 швейцарец Pierre Castan получил патент US 2324483 на эпоксидную смолу горячего отверждения на базе фенолов, патент упоминает способность прилипать к металлу, стеклу и фарфору, предполагает использование в качестве лака и сырья для литья, позднее швейцарец продал лицензию компании Ciba, которая производила эпоксидный клей.
Прочность клеевого соединения эпоксидного клея ВК-9 в районе 150 кг/см2.
Клей цианоакрилат (суперклей). Открыт, по официальной версии, американцем harry coover и Fred Joyner в 1942 году - в Eastman Kodak. Легенда гласит, что у Джойнера слиплись призмы рефрактометра при измерении рефракции цианоакрилата. Выпущен на рынок США в 1958 году, под названием Eastman Compound 910.
Клей выдерживает нагрузки 150 кг/см2, однокомпонентный.
Изолента. Клеи для изоленты называются pressure sensitive adhesive. Вначале появились наклеиваемые медицинские пластыри, см. патент 1845 г. US 3965, Improvements in Adhesive Plasters - содержат раствор канифоли и сырой резины. Патент получен не на наклеиваемый пластырь как идею, а на различные дополнения и усовершенствования в промышленной технологии, по видимому хорошо известного наклеиваемого пластыря. Лейкопласт (бактерицидный пластырь) был изобретен в 1882 году Карлом Бойерсдорфом, в 1890 фабрика Бойерсдорфа Biersdorf с патентами на пластырь была куплена "талантливым предпринимателем" Оскаром Тропловицем, для доработки Лейкопласта тот привлек известного в Германии дерматолога Пауля Унну, в 1901 году Лейкопласт выпустили на рынок. Тропловиц также придумал выпускать крем (Нивеа), выдвижную губную помаду (Лабелло).
Ричард Дрю, исследователь из компании 3М (США) в 1925 создал Scotch, первоначально непрозрачный, для защиты при покраске автомобилей, причем и до Дрю для покраски автомобилей применялась клейкая лента, отличие ленты Дрю было в том, что она не требовала высыхания и не портила краску. Дрю создал Скотч не смотря на требования начальства прекратить работы над ним. После этого появилось правило 15%*. В 1930 году 3М выпустила прозрачный Скотч, делался он в те годы из натуральной резины и целлофана. В 1932 году 3М начала производить настольный нож для скотча. Во вторую мировую перешли на синтетические заменители натуральной резины, акрилаты и проч.
Карбинольный клей Назарова. Клей разработан Назаровым И.Н., профессором Института органической химии, начальником лаборатории тонкого органического синтеза. Полимер найден в 1936г, Назаров заметил его клеющие способности и стал продвигать его для склеивания оптических линз, предлагал Наркомату обороны. В 1938 г. ему доверили лабораторию тонкого органического синтеза ИОХ. Клей производился на установках, созданных с участием Назарова, в Москве, Ереване, Казани, использовался для быстрого полевого ремонта военной техники. Автор клея получил Сталинскую премию 1943 года, стал академиком. Клей дает усадку 12%, полимеризуется сутки, двухкомпонентный, номер ТУ 6-01-4-66-86. Применялся в т.ч. для производства самолетов из дельта-древесины, в основном для ремонта. Литература по клею хранится в библиотеке института органической химии.
Клеит с силой 300 кг/см2.
Клей для Post-It. Спенс Силвер в компании 3М при исследовании клеев для липкой ленты обнаружил клей, который липнет ко многим материалам, но держит слабо, это было в 1968 году. Много лет Силвер пытался "продать" идею внутри 3М, проводил презентации, пока однажды Arthur Fry, сотрудник 3М, сидя в церковном хоре, не придумал идею клеющихся к книге закладок, а поэкспериментировав с клеем*, и клеющихся записок, это было в 1974 году.
В 1977 году процесс производства бумаги Пост-Ит был (усилиями в том числе и А.Фрая) налажен настолько, что 3М попробовала в 4х городах провести маркетинговые исследования, покупатели остались холодны к новому продукту. Тогда Ramey, начальник Фрая, обратился к вице-президенту 3М и выбил финансирование раздачи бесплатных образцов. В 1978 году в одном американском городке были розданы бесплатные образцы, и 90% покупателей одобрило продукт. Пост-Ит были выпущены на рынок в 1980 году, и сразу же стали бестселлером.
* Примечание: в 3М есть правило 15% - исследователь может работать на оборудовании 3М над интересной ему темой, не касающейся его текучей работы, 15% времени.
(Доделать: клеи для бетонных дорог, клеи медицинские - гемостоп, бф-6)
Литература
1. ADHESION SCIENCE AND ENGINEERING - 2 Series Editor A.V. Pocius
2. Structural adhesives: the theory and practive of gluing with synthetic resins. Aero Research, ltd., Duxford, England есть в индийской цифровой библиотеке http://www.new1.dli.ernet.in/
3. A Century of Innovation. 3M Story. http://multimedia.3m.com/mws/media/171240O/3m-coi-book-tif.pdf
4. US Patent Search. http://patft.uspto.gov/netahtml/PTO/patimg.htm
Клей силикатный. Получен в Германии в 1818 г, получил Ян Непомук фон Фукс. Применялся и применяется в основном для гофрокартона (изобретен в 1881 году в США), так как быстро сохнет и дает прочность склеивания большую, чем прочность бумаги (35 кг/см2 для клея с модулем 3).
Фенолформальдегидные клеи. А.М. Бутлеров (ученик Н.Н. Зинина, изучает спиритизм, женат на родственнице Аксакова, знаком с Адольфом Байером, Эрленмейером, Менделеевым, Лобачевским и Бунзеном) описал полимеры формальдегида в 1859, эксперименты с фенолом и альдегидами проводил немец Адольф Байер из Германии, который получил резиноподобную субстанцию(в 1872) позднее (в 1891) его ученик Вернер Клиберг , позднее Baekeland на базе фенола и формальдегида создал лак Новолак, в июле 1907 подана заявка на Бакелит - фенолформальдегидный пластик, патент выдан в декабре 1909 года.
Фенолформальдегидный клей "Б" склеивает с силой 130 кг/см2.
Фенолформальдегидный с винилом Redux 775 склеивает металлы (например нержавейку с силой 394 кг/см2). Редукс 775 разработан в Англии в городе Дуксфорд, Кембридж, на фирме Aero Research, применялся для склеивания военных самолетов. Рецепт его применения немного изменен по сравнению с фенолформальдегидным клеем: вначале наносится жидкий клей, затем он посыпается порошком так чтобы пропорция жидкости и порошка была 1 к 1.3, затем выдерживается полчаса, затем запекается под давлением. https://www.silmid.com/MetaFiles/Silmid/f1/f1063d4b-a28d-41ca-9f1d-e41355e23b9b.pdf
Клей ПВА. Поливинилацетат. Изобретен в Германии, изобретатель немец fritz klatte получил патент US pat. 1241738, от 2 октября 1917 года. В патенте нет про клеющую способность ПВА, но есть про возможность отверждения ультрафиолетом. Тот же Фритц Клатт известен в работами по крупнотоннажному производству поливинилхлорида, работал по ПВХ в 1934 году на BASF, в 1935 году на IG Farbenindustrie AG. http://www.deutsches-kunststoff-museum.de/rund-um-kunststoff/erfinder/fritz-klatte-pvc-polyvinylchlorid/
Эта же IG Farbenindustrie и выпускала в 30х ПВА клей.
ПВА склеивает с силой 30 кг/см2.
1932 год - Немец Август Фишер разработал UHU Alleskleber - тот же ПВА, но не эмульсия в воде, а раствор в органических растворителях (ацетоне и метаноле). Марка клея UHU хорошо известна в Германии.
Клей Pattex. Начал производится в Германии с 1956 года, состав на базе неопрена в органических растворителях, похож на Наирит (который в г.Ереване производится с довоенных лет), но с добавками вроде Тиурама Д (Тетраметилтиурамдисульфид). Лицензия на Паттекс куплена СССР у немецкой фирмы Хенкель, производился с 1979г. в Тосно под маркой "Момент".
Клей полиуретановый. Расширяющийся клей с клеющей силой 130 кг/см2. Изобретен в Германии, выпускался под маркой Полисталь в годы 2й мировой, был 2х компонентным. После войны состав изучался советскими специалистами, было налажено производство похожего 2х компонентного полиуретанового клея в СССР, но вроде не расширяющигося.
В 1937 году немцем Отто Байером открыта реакция полимеризации изоционатов. Позднее в лаборатории каучука IG Farbenindustrie AG была замечена способность вулканизированного каучука буна С (бутадиен-стирол с изоционатами) склеиваться с металлом пресса. Этот процесс применялся для наклеивания "буна с" на катки танков. Отто Байер работал в 1927 году в IG Farbenindustrie, позже в Bayer AG (основана в Вупертале, Германия, 1863, Friedrich Bayer и Johann Friedrich Weskott)
В настоящее время расширяющийся полиуретановый клей (однокомпонентный) известен под маркой Gorilla glue, Kleiberit 501.
Эпоксидный клей. Считается, эпоксидная смола открыта немцем Paul Schlack US Pat 2136928 (производство резиноподобных аминов), в июле 1943 швейцарец Pierre Castan получил патент US 2324483 на эпоксидную смолу горячего отверждения на базе фенолов, патент упоминает способность прилипать к металлу, стеклу и фарфору, предполагает использование в качестве лака и сырья для литья, позднее швейцарец продал лицензию компании Ciba, которая производила эпоксидный клей.
Прочность клеевого соединения эпоксидного клея ВК-9 в районе 150 кг/см2.
Клей цианоакрилат (суперклей). Открыт, по официальной версии, американцем harry coover и Fred Joyner в 1942 году - в Eastman Kodak. Легенда гласит, что у Джойнера слиплись призмы рефрактометра при измерении рефракции цианоакрилата. Выпущен на рынок США в 1958 году, под названием Eastman Compound 910.
Клей выдерживает нагрузки 150 кг/см2, однокомпонентный.
Изолента. Клеи для изоленты называются pressure sensitive adhesive. Вначале появились наклеиваемые медицинские пластыри, см. патент 1845 г. US 3965, Improvements in Adhesive Plasters - содержат раствор канифоли и сырой резины. Патент получен не на наклеиваемый пластырь как идею, а на различные дополнения и усовершенствования в промышленной технологии, по видимому хорошо известного наклеиваемого пластыря. Лейкопласт (бактерицидный пластырь) был изобретен в 1882 году Карлом Бойерсдорфом, в 1890 фабрика Бойерсдорфа Biersdorf с патентами на пластырь была куплена "талантливым предпринимателем" Оскаром Тропловицем, для доработки Лейкопласта тот привлек известного в Германии дерматолога Пауля Унну, в 1901 году Лейкопласт выпустили на рынок. Тропловиц также придумал выпускать крем (Нивеа), выдвижную губную помаду (Лабелло).
Ричард Дрю, исследователь из компании 3М (США) в 1925 создал Scotch, первоначально непрозрачный, для защиты при покраске автомобилей, причем и до Дрю для покраски автомобилей применялась клейкая лента, отличие ленты Дрю было в том, что она не требовала высыхания и не портила краску. Дрю создал Скотч не смотря на требования начальства прекратить работы над ним. После этого появилось правило 15%*. В 1930 году 3М выпустила прозрачный Скотч, делался он в те годы из натуральной резины и целлофана. В 1932 году 3М начала производить настольный нож для скотча. Во вторую мировую перешли на синтетические заменители натуральной резины, акрилаты и проч.
Карбинольный клей Назарова. Клей разработан Назаровым И.Н., профессором Института органической химии, начальником лаборатории тонкого органического синтеза. Полимер найден в 1936г, Назаров заметил его клеющие способности и стал продвигать его для склеивания оптических линз, предлагал Наркомату обороны. В 1938 г. ему доверили лабораторию тонкого органического синтеза ИОХ. Клей производился на установках, созданных с участием Назарова, в Москве, Ереване, Казани, использовался для быстрого полевого ремонта военной техники. Автор клея получил Сталинскую премию 1943 года, стал академиком. Клей дает усадку 12%, полимеризуется сутки, двухкомпонентный, номер ТУ 6-01-4-66-86. Применялся в т.ч. для производства самолетов из дельта-древесины, в основном для ремонта. Литература по клею хранится в библиотеке института органической химии.
Клеит с силой 300 кг/см2.
Клей для Post-It. Спенс Силвер в компании 3М при исследовании клеев для липкой ленты обнаружил клей, который липнет ко многим материалам, но держит слабо, это было в 1968 году. Много лет Силвер пытался "продать" идею внутри 3М, проводил презентации, пока однажды Arthur Fry, сотрудник 3М, сидя в церковном хоре, не придумал идею клеющихся к книге закладок, а поэкспериментировав с клеем*, и клеющихся записок, это было в 1974 году.
В 1977 году процесс производства бумаги Пост-Ит был (усилиями в том числе и А.Фрая) налажен настолько, что 3М попробовала в 4х городах провести маркетинговые исследования, покупатели остались холодны к новому продукту. Тогда Ramey, начальник Фрая, обратился к вице-президенту 3М и выбил финансирование раздачи бесплатных образцов. В 1978 году в одном американском городке были розданы бесплатные образцы, и 90% покупателей одобрило продукт. Пост-Ит были выпущены на рынок в 1980 году, и сразу же стали бестселлером.
* Примечание: в 3М есть правило 15% - исследователь может работать на оборудовании 3М над интересной ему темой, не касающейся его текучей работы, 15% времени.
(Доделать: клеи для бетонных дорог, клеи медицинские - гемостоп, бф-6)
Литература
1. ADHESION SCIENCE AND ENGINEERING - 2 Series Editor A.V. Pocius
2. Structural adhesives: the theory and practive of gluing with synthetic resins. Aero Research, ltd., Duxford, England есть в индийской цифровой библиотеке http://www.new1.dli.ernet.in/
3. A Century of Innovation. 3M Story. http://multimedia.3m.com/mws/media/171240O/3m-coi-book-tif.pdf
4. US Patent Search. http://patft.uspto.gov/netahtml/PTO/patimg.htm