Цианоакрилаты — эфиры , основной компонент цианоакрилатных клеев , применяемых для быстрого склеивания материалов, в том числе в быту. Химическая формула ${\displaystyle CH_{2}=C(CN)COOR}$ .

Распространённое ^{[ источник не указан 228 дней ]} в быту и ставшее в бывшем СССР нарицательным название цианоакрилатного клея «суперклей» представляет собой перевод товарного знака клея Super Glue . Этот клей впервые был получен в 1942 году (во время Второй мировой войны) американским химиком Гарри Кувером , работавшим в компании Eastman Kodak, в ходе экспериментов по поиску прозрачных пластиков для оптических прицелов, однако вещество из-за излишней клейкости было забраковано. В 1951 году американские исследователи во время поисков термостойкого покрытия для кабин истребителей случайно обнаружили свойство цианоакрилата прочно склеивать различные поверхности. На этот раз Кувер оценил возможности вещества, и в 1958 году суперклей впервые поступил в продажу, «взорвав» рынок . В СССР клей выпускался под названием «циакрин» .

Клеи на основе цианоакрилатов легко выдерживают нагрузки 150 кг/см², а более совершенные — 250 кг/см². Термостойкость соединения невысока и сравнима с термостойкостью акрилового оргстекла : от 70—80 °C для обычных клеев, до 125 °C для модифицированных .

Механизм клеящего действия

«Суперклей» представляет собой жидкий мономер какого-либо цианоакрилата (метил-, этил- и т. д.) с возможной добавкой до 10 % пластификаторов (например, дибутилфталат в клее Циакрин ), активаторов (при недостаточной влажности шва), стабилизаторов, замедлителей, а также для загущения (гелевый суперклей); клей не содержит растворителей. В герметичной упаковке клей неактивен и может долго оставаться жидким, но начинает действовать при реакции с атмосферной влагой. Замедлить реакцию в бытовых условиях позволяет хранение флакона с клеем в холодильнике.

Жидкий цианоакрилат способен к анионной полимеризации под действием слабощелочных агентов, в том числе и обычной воды . К сплошному отвердению «суперклея» в тонких слоях (в пределах 0,05—0,1 мм) приводит влага, адсорбированная на склеиваемых поверхностях или содержащаяся в приповерхностных слоях материала (чем, наряду с воздействием животных аминов , объясняется отличное склеивание пальцев.). Вредное застывание массы клея при хранении в неплотно закрытой таре вызывается не испарением растворителя, как в случае нитроцеллюлозного клея или ПВА , а воздействием атмосферной влаги (как это свойственно, например, силиконовым герметикам ); при производстве клей закупоривают в осушенной атмосфере . Также, по утверждению в описаниях производителей , существует механизм отверждения щелочным агентом, связанный с нейтрализацией кислотного стабилизатора.

Для работы с цианоакрилатом в толстых слоях известен любительский способ с последовательным заполнением шва пищевой содой , смачиваемой суперклеем и играющей в данном случае роль не только наполнителя, но и щелочного полимеризующего агента. Смесь твердеет почти мгновенно, образуя твёрдый, акрилоподобный, композитный материал . Нежелательно использовать для склеивания нагруженных деталей (к примеру, петли дисплеев ноутбуков) в силу высокой твёрдости и низкой упругости материала. Также не стоит применять в тех местах, где происходят периодические нагрев и охлаждения (клей выкрашивается). Также в качестве наполнителя можно использовать мелко размолотую штукатурку, гипс, кирпич или бетон. При этом следует принять меры безопасности из-за токсичности смеси .

Хотя первичное схватывание клея наступает за время от нескольких секунд до минуты, для окончательного набора прочности производители предписывают выдержку соединения на воздухе без рабочей нагрузки в течение нескольких (до 24) часов .

Применение

Цианоакрилатные клеи легко склеивают непористые и содержащие воду материалы. Схватываются менее чем за минуту, а максимальная прочность (на разрыв ) достигается через несколько часов. Однако прочность клеевого соединения на сдвиг невысока, поэтому суперклей иногда применяют как или для крепления заготовки на токарном станке .

Октил-2-цианоакрилат — наименее ядовитый из цианоакрилатов — применяется в медицинских целях для склеивания ран и для остановки кровотечений .

Растворимость

Метилцианоакрилат (основа наиболее распространенных и дешевых клеев) медленно растворяется в воде, этот клей не водостоек.

Этилцианоакрилат не растворяется в воде , этаноле и многих других веществах, мгновенно застывает в местах соприкосновения с ними. Растворяется в нитрометане , входящем в состав жидкостей для удаления цианоакрилатов. В жидком виде хорошо растворим в ацетоне . Хорошо растворяется ацетонитрилом.

Также, для получения клеевого шва высокой водостойкости, применяют и пропилцианоакрилат, который существенно дороже.

Цианоакрилаты хорошо растворяются под воздействием концентрированного диметилсульфоксида (ДМСО); раствор можно удалить впитывающим материалом. ДМСО, свободно продаваемый в аптеках под торговым названием «Димексид», бесследно растворяет залитый им клеевой шов за несколько часов без механических воздействий. Следует помнить, что многие виды пластмасс и полимеры впитывают ДМСО и соответствующие детали могут испортиться. Для удаления цианоакрилата также эффективно используется имеющийся в продаже удалитель клея «Секунда» — так называемый антиклей (на основе пропиленкарбоната).

Техника безопасности

Склеивание материалов, содержащих синтетические и/или натуральные волокна, как правило, приводит к интенсивной экзотермической реакции. Высвобождаемое тепло может стать причиной ожогов. Реакция косвенно может быть использована для получения огня . Сертификат безопасности материала для цианоакрилата запрещает при работе с клеем носить хлопчатобумажную или шерстяную одежду, в особенности хлопчатобумажные перчатки .

Перманентный контакт с водой или влажной средой ведет к постепенному уменьшению прочности клеевых соединений, что стоит учесть при склеивании ответственных соединений.

Токсичность

Пары цианоакрилата, представляющие собой мономеры, могут раздражать слизистые оболочки глаз, носа и горла, но при достаточной концентрации они моментально полимеризуются под воздействием влаги и становятся инертными. Считается, что риск может быть незначительным, если работать в хорошо проветриваемом помещении. При регулярном взаимодействии с цианоакрилатом около 5 % людей испытывают симптомы, схожие с симптомами гриппа. Цианоакрилат также может раздражать кожный покров и вызывать аллергические кожные реакции. В редких случаях вдыхание паров может вызвать астму. Для разных цианоакрилатов токсичность может существенно отличаться.

См. также

• Товарные знаки, ставшие именами нарицательными

Примечания