Эпоксидный клей

Эпоксидный клей представляет собой разновидность клеевого состава, который имеет широкую область применения как в быту так и в промышленности. Эпоксидный клей позволяет склеивать металлы, древесину, керамику, фарфор, стекло, пластик и множество других материалов на их основе.

История создания эпоксидного клея

История эпоксидного клея начинается более чем сто лет назад, а именно в конце XIX века, и объем его производства на 2023 год оценивается более чем в 10 млрд американских рублей. Сегодня можно найти огромное количество статей в интернете, где описано очень много интереснейших историй почти одновременного открытия такого вещества как эпоксидная смола двумя величайщими учеными всех времен и народов из Германии и Швейцарии. Этих ребят звали Paul Theodor Schlack (Пауль Шлак) и Pierre Castan (Пьер Кастан) соответственно. Сегодня эти фамилии, вероятно, знакомы даже школьникам.

Пауль Шлак (22 декабря 1897 — 19 августа 1987) вошел в историю как немецкий химик и изобретатель из Штутгарта. Этот человек владеет одним из первых патентов на эпоксидную смолу. Заявка на изобретение была подана в 1934 году в Германии, а патент был выдан в 1939 году. В 1961 году Шлак был назначен почетным профессором текстильной химии в Штутгартской технической школе.

Пьер Кастан (17 августа 1899 — 12 сентября 1985) является швейцарским химиком, который вместе с Полом Шлаком был одним из пионеров в разработке эпоксидных смол. Он открыл эпоксидные смолы (не зная об одновременной разработке Шлака в Германии) в реакции эпихлоргидрина с дифенолами. Заявку на патент ученый подал в Швейцарии в 1938 году, а выдан он был в 1940 году.

Информация из Википедии явно дает понять кому принадлежит разработка этого клеющего состава. Есть одно маленькое замечание, которое забыли упомянуть представители американской некоммерческой организации «Викимедия» при написании статьи про эпоксидный клей. Это то, что изобретение эпоксидной смолы, основой которой является Бисфенол А, принадлежит русскому химику-органику Дианину Александру Павловичу. И самое интересное то, что это открытие датируется XIX веком.

Дианин Александр Павлович (20 апреля 1851 – 6 декабря 1918) родился в селе Давыдово Владимирской губернии в многодетной семье сельского священника. Все научные исследования российского ученого относятся к химии фенолов и в диссертации от 1889 года опубликованы результаты опыта, где был произведен ключевой компонент эпоксидной смолы Бисфенол А.

«О продукте конденсации кетонов с фенолами» Журнал Русского Физико-Химического Общества 23, 488-546 (1891).

Сама диссертация русского ученого была одобрена цензурой 24 октября 1889 года и ее можно скачать с сайта Национальной Электронной Библиотеки в формате PDF. Так как отрасли применения этого состава не были столь развитыми в те времена его применение было достаточно ограниченным.

Технология производства эпоксидного клея

Технологии производства эпоксидного клея являются очень разнообразными. В общем случае эпоксидный клей представляет собой эпоксидную смолу с отвердителем.
Эпоксидную смолу получают по технологии поликонденсации эпихлоргидрина с различными органическими соединениями (от фенола до пищевых масел), которая называется «эпоксидирование».

Процесс эпоксидирования был открыт в 1909 году русским химиком-органиком Прилежаевым Николаем Александровичем (27.09.1877 – 26.05.1944).
Окисление ациклических и циклических алкенов пероксикислотами RCOOOH приводит к образованию эпоксидов. Реакцию проводят в инертных растворителях (гексан C₆Н₁₄, бензол C₆Н₆, метиленхлорид CH₂Cl₂, хлороформ CHCl₃, тетрахлорметан CCl₄ и др.) при температурах от −10 до 60 °C с выходом продукта реакции 60 — 80%. Химическая формула реакции выглядит следующим образом:

Реакция Прилежаева широко применяется в промышленности лаков и красок для синтеза эпоксидных смол.

Области применения Эпоксидного клея

Области применения эпоксидного клея очень разнообразны, так как клеящее вещество является универсальным. Он склеивает металлы, древесину, керамику, фарфор, стекло, пластик и множество других материалов на их основе. Главной особенностью эпоксидного клея является его проникающая способность. Он способен достаточно глубоко проникать в трещины и полностью заполнять их, что обеспечивает надежное скрепление склеиваемых материаалов. Главными областями применения данного клеящего состава являются строительство, машино-, судо- и авиастроение. В быту данный клеевой состав применяется так же очень широко, а кроме того изготовление ювелирных украшений и поделок является отдельной отраслью.

В сторительстве данным клеевым составом часто соединяют пластик и железобетонные конструкции. Кроме того им достаточно часто наполняют пустоты и трещины. Автомобильный ремонт с использованием эпоксидки включает скрепление пластиковых изделий как интерьера, так и экстерьера. Состав хорошо скрепляет изделия из пластика и металла. Что же касается бытовых нужд, то оно включает склеивание обуви, сувениров, мебельных деталей, герметизация стыков и многого другого.

Требования безопасности при работе с эпоксидным клеем

Жидкие эпоксидные смолы в неотвержденном состоянии обычно классифицируются как раздражающие глаза и кожу. Твердые эпоксидные смолы, как правило, более безопасны, чем жидкие эпоксидные смолы. Многие из них классифицируются как неопасные материалы. Одним из особых рисков, связанных с эпоксидными смолами, является сенсибилизация. Было показано, что риск более выражен для эпоксидных смол, содержащих низкомолекулярные эпоксидные разбавители.

Воздействие эпоксидных смол со временем способно вызывать аллергическую реакцию. Сенсибилизация обычно возникает из-за многократного воздействия (например, из-за плохой гигиены труда или отсутствия защитного оборудования) в течение длительного периода времени. Аллергическая реакция иногда возникает с отсрочкой на несколько дней после контакта. Аллергическая реакция часто проявляется в виде дерматита в местах максимального контакта. Кроме того у производителей пластмасс из-за контакта с эпоксидным клеем профессиональным заболеванием считается астма.