Что прочнее: клей или скотч? — Элизабет Кокс

Посмотреть урок полностью: https://ed.ted.com/lessons/which-is-stronger-glue-or-tape-elizabeth-cox

Самому старому клею на Земле более 8 000 лет. Обнаружили его в пещере возле Мёртвого моря. Сегодня у нас есть так много видов клейкой ленты и клея, что с их помощью можно изготовить или починить практически всё. Но что же придаёт клею и скотчу свойственную им клейкость? И что из них крепче склеивает? Элизабет Кокс исследует мир клеящих материалов.

Урок — Элизабет Кокс, мультипликация — Синбад Ричардсон.

Самому старому клею на Земле
более 8 000 лет.

Обнаружили его в пещере
возле Мёртвого моря.

Такой клей, приготовленный из смеси
костей животных и растительного сырья,

использовался древними людьми

для обработки корзин водонепроницаемым
раствором и для изготовления посуды.

На протяжении последовавших тысячелетий
растения и животные продолжали служить

сырьём для производства клея,
и на этом держались цивилизации.

Сегодня у нас так много видов
клейкой ленты и клея,

что с их помощью можно
изготовить или починить практически всё.

Но что же придаёт
свойственную им клейкость?

И можно ли утверждать, что по клейкости
один из них превосходит другого?

Клеящие материалы могут
изготавливаться из синтетических веществ

или органических белков и углеводов,

например, из растительного
крахмала декстрина,

молочного белка казеина

или терпенов,
содержащихся в смоле деревьев.

Для склеивания клей и скотч

должны обладать адгезионными
и когезионными свойствами.

Адгезионная связь образуется
между молекулами клеящего материала

и молекулами приклеиваемого материала.

Когезионная связь возникает между
молекулами самого клея или скотча,

обеспечивая его прочность.

Большинство видов клея имеют в составе

адгезионные полимеры,
смешанные с растворителем,

благодаря чему они не прилипают
ко внутренним стенкам тюбика.

Характерный резкий запах
клею придаёт растворитель,

который испаряется
при взаимодействии с воздухом.

В некоторых видах клея
в качестве растворителя применяют воду,

в других — химические вещества,
вредные для здоровья людей.

Клей с двумя и более компонентами,
которые вступают в химическую реакцию,

а не просто высыхают,
создаёт более прочные связи.

У клея сильны как адгезионные,
так и когезионные связи,

но в процессе высыхания
они становятся необратимыми.

Поэтому если склеенные предметы
ломаются, когда клей уже высох,

их придётся клеить заново.

В отличие от клея, скотч образует

обратимые и более слабые связи
со склеиваемой поверхностью,

поэтому вполне возможно отклеить кусок
скотча и использовать его заново.

Такие непрочные связи называют
силами Ван-дер-Ваальса.

Они могут образовываться
между двумя материалами,

но только при их плотном
соприкосновении друг с другом —

более плотном, чем можно увидеть
невооружённым глазом.

Клейкая лента, как правило, представляет
собой плёнку, состоящую из резины

или другого тянущегося материала
и покрытую клеящим слоем.

Именно этот слой придаёт плёнке липкость.

На клейкость ленты могут влиять

соотношение эластичного компонента
и клеевого слоя,

толщина клеевого слоя,

а также материал ленты,
на которую нанесён клеевой слой.

При нанесении клейкой ленты
на какую-либо поверхность

химической реакции не происходит.

При этом мягкое клеящее вещество

заполняет собой микротрещины
склеиваемой поверхности.

Такая способность проникать в трещины

и не вытекать называется вязкоупругостью.

Как только вязкоупругое клеящее вещество
заполняет собой мельчайшие трещины,

начинают действовать силы Ван-дер-Ваальса.

Так какой же клеящий материал
обеспечивает бо́льшую прочность?

Единого ответа на этот вопрос
не существует.

Если говорить об абсолютной силе
адгезионных связей,

то клей окажется сильнее скотча.

Однако ни один клеящий материал
не является универсальным.

Из существующих видов клея
цианоакрилаты, или суперклеи,

обладают самыми сильными связями.

Зато двухкомпонентный эпоксидный клей

лучше выдерживает
высокие температуры и трение,

и им можно склеить большинство материалов.

Поэтому если вы захотите подвесить
в воздухе наковальню,

вам лучше воспользоваться суперклеем.

Однако если вы пожелаете проделать
этот трюк над извергающимся вулканом,

то вам не обойтись без эпоксидного клея.

Для того чтобы клеем
вообще что-то склеить,

необходимо, чтобы поверхности
плотно соприкасались.

Если вам вдруг понадобится
соорудить цепь из мячей для боулинга,

лучше это делать
с помощью демонтажного скотча.

Инженерам приходится учитывать подобные,
хотя и не столь абсурдные, ситуации.

Выбор клея, который выдержит
высокотемпературный режим

внутри двигателя,
является вопросом жизни и смерти.

И хотя по силе адгезионной связи

демонтажный скотч не сравнится
с эпоксидным клеем,

клейкая лента обладает преимуществом —

в экстренной ситуации
она склеивает мгновенно.

Чтобы запустить ракету в космос,
можно воспользоваться клеем,

но для проведения ремонта в космосе
лучше иметь при себе демонтажный скотч,

ведь в условиях невесомости
жидкий клей теряет свои свойства.