Kleje

Podstawowym składnikiem klejów jest polimer syntetyczny lub naturalny, który może występować w postaci zawiesiny koloidalnej w określonym rozpuszczalniku albo jako substancja wymagająca aktywatora, utwardzacza, plastyfikatora lub innych dodatków modyfikujących. Kleje dostępne są w różnych formach – ciekłej, stałej (np. proszek, perełki, folia), a także w sztyftach czy wkładach klejących topiących się pod wpływem ciepła.

Kleje i ich zastosowanie

1. Kleje anaerobowe

Kleje utwardzane w warunkach beztlenowych, idealne do mocowania gwintów, łożysk, uszczelnień i połączeń metalowych. Stosowane w przemyśle motoryzacyjnym i mechanicznym.

2. Kleje cyjanoakrylowe

Bardzo szybkoschnące kleje, znane jako "super glue", zapewniające mocne połączenie różnych materiałów, takich jak plastik, metal, ceramika czy szkło. Popularne w zastosowaniach domowych i przemysłowych.

3. Kleje dyspersyjne

Bardzo ekologiczne i bezpieczne, oparte na wodnej dyspersji polimerów. Najczęściej stosowane w przemyśle drzewnym, papierniczym oraz w produkcji opakowań.

4. Kleje epoksydowe

Dwuskładnikowe kleje charakteryzujące się bardzo wysoką odpornością mechaniczną i chemiczną. Używane w lotnictwie, motoryzacji, elektronice i budownictwie.

5. Kleje hybrydowe MS

Łączą właściwości silikonu i poliuretanu, są elastyczne i odporne na warunki atmosferyczne. Stosowane w budownictwie, motoryzacji oraz przemyśle stoczniowym.

6. Kleje kontaktowe

Tworzą silne i natychmiastowe połączenia po dociśnięciu klejonych powierzchni. Popularne w przemyśle meblarskim, obuwniczym i tapicerskim.

7. Kleje metakrylowe (MMA)

Odporne na wstrząsy i temperatury, stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym oraz w produkcji kompozytów. Charakteryzują się doskonałą przyczepnością do wielu materiałów.

8. Kleje poliuretanowe

Elastyczne i odporne na wilgoć, często stosowane w budownictwie, przemyśle meblarskim i produkcji laminatów. Dostępne w jedno- i dwuskładnikowych formułach.

9. Kleje rozpuszczalnikowe

Szybkoschnące kleje zawierające rozpuszczalniki organiczne. Wykorzystywane w tapicerstwie, budownictwie oraz produkcji opakowań i etykiet.

10. Kleje silikonowe

Elastyczne, odporne na wysokie temperatury i wilgoć. Stosowane głównie w budownictwie, przemyśle elektronicznym oraz motoryzacji do uszczelnień i łączenia materiałów o różnej rozszerzalności termicznej.

11. Kleje SMP (Silan Modified Polymer)

Nowoczesne kleje oparte na polimerach silanowych, łączące właściwości silikonu i poliuretanu. Używane w budownictwie i przemyśle motoryzacyjnym.

12. Kleje UV

Utwardzane światłem ultrafioletowym, pozwalają na precyzyjne i szybkie łączenie szkła, plastiku i metalu. Wykorzystywane w elektronice, jubilerstwie oraz produkcji medycznej.

13. Kleje w sprayu

Łatwe w aplikacji, idealne do klejenia dużych powierzchni. Znajdują zastosowanie w reklamie, tapicerstwie, modelarstwie oraz dekoratorstwie.

Zastosowania klejów w różnych branżach

Kleje znalazły zastosowanie praktycznie w każdej gałęzi przemysłu. Są niezastąpione tam, gdzie trzeba połączyć materiały szybko, trwale, często o różnych właściwościach. Poniżej kilka przykładów zastosowań klejów w różnych branżach:

1. Przemysł lotniczy i kosmiczny

W lotnictwie kleje odgrywają kluczową rolę w łączeniu elementów konstrukcyjnych samolotów i statków kosmicznych. Stosuje się specjalne kleje strukturalne o wysokiej wytrzymałości, zdolne zastąpić nitowanie lub spawanie w wielu miejscach. Przykładem są kleje epoksydowe i filmowe (w postaci prepregów) używane do łączenia elementów kadłubów i skrzydeł z kompozytów. Materiały kompozytowe (włókno węglowe, włókno szklane) są zwykle klejone warstwowo żywicami epoksydowymi w procesie autoklawowym. Klejenie pozwala uzyskać lżejsze konstrukcje – eliminacja tysięcy nitów zmniejsza masę samolotu i poprawia aerodynamikę (brak łbów nitów na poszyciu). Kleje stosuje się także do montażu elementów wyposażenia wnętrz samolotu, klejenia paneli poszycia, a nawet w silnikach (specjalne kleje wysokotemperaturowe). W przemyśle kosmicznym kleje muszą wytrzymywać ekstremalne warunki (próżnia, duże wahania temperatur) – tutaj używa się np. klejów silikonowych i epoksydowych o kwalifikacji kosmicznej.

2. Przemysł motoryzacyjny

W motoryzacji kleje stały się wręcz nowym sposobem “spawania” – coraz więcej elementów karoserii i podwozia jest klejonych, a nie zgrzewanych​. Producenci samochodów wykorzystują kleje strukturalne (epoksydowe, poliuretanowe, metakrylowe) do łączenia paneli nadwozia, progów, dachu. Klejenie pozwala łączyć różne materiały – np. aluminium ze stalą, stal z kompozytem – czego spawać się nie da. Dzięki klejom uzyskuje się lżejsze konstrukcje o wyższej wytrzymałości zmęczeniowej, co przekłada się na niższą masę pojazdu i lepszą efektywność paliwową​. Kleje wypełniają też funkcję uszczelnienia połączeń, chroniąc blachy przed korozją (klej zabezpiecza szczeliny przed wodą)​. W samochodach klejone są także szyby (specjalne kleje poliuretanowe montażowe do szyb samochodowych), elementy wykończenia wnętrza (tapicerka, kokpit – kleje kontaktowe, termotopliwe), światła (kleje silikonowe i epoksydowe do lamp). W pojazdach elektrycznych kleje pełnią rolę w montażu baterii (klejenie ogniw, izolacja). Klejenie jest też wykorzystywane w konstrukcji autobusów, pociągów, pojazdów specjalnych, gdzie duże panele są łączone klejami elastycznymi, co tłumi drgania i hałas.

3. Budownictwo

W budownictwie szeroko stosuje się kleje montażowe i zaprawy klejowe. Przykłady to klejenie płytek ceramicznych (kleje cementowe), montaż paneli ściennych i podłogowych (kleje poliuretanowe lub hybrydowe MS polymer), wklejanie prętów zbrojeniowych w beton (żywice epoksydowe), kleje do drewna w stolarce budowlanej (kleje poliuretanowe i PVAc). Konstrukcje fasad szklanych często wykorzystują kleje silikonowe strukturalne do mocowania szkła do ram – umożliwia to uzyskanie gładkiej, bezramowej fasady (tzw. systemy Structural Glazing). W budynkach klei się też elementy wykończeniowe (listwy, dekoracje) zamiast przykręcania. Wiele chemii budowlanej to de facto kleje: silikony sanitarne (kleją i uszczelniają), kleje do ociepleń (łączą płyty izolacyjne ze ścianą), kleje do tapet, do wykładzin itp. W inżynierii mostowej używa się klejów epoksydowych do scalania elementów kompozytowych i wykonywania napraw (laminaty węglowe przyklejane do konstrukcji betonowych w celu wzmocnienia).

4. Medycyna i biotechnologia

W medycynie kleje spełniają ważne role zarówno w urządzeniach, jak i procedurach medycznych. Kleje chirurgiczne są używane jako alternatywa dla szwów – np. klej cyjanoakrylowy do tkanki (dermabond) do zamykania ran skórnych, czy kleje fibrynowe (na bazie fibrynogenu) do tamowania krwawień wewnętrznych. Plastry i opatrunki korzystają ze specjalnych klejów akrylowych, które zapewniają przylepność do skóry, ale dają się bezpiecznie odkleić. W stomatologii używa się cementów dentystycznych (to również kleje) do mocowania koron i mostów. Sprzęt medyczny – np. zestawy do infuzji, cewniki – są często montowane klejami UV lub epoksydowymi, które łączą elementy plastikowe. Kleje muszą tu być biozgodne i sterylne. W implantologii poszukuje się nawet klejów kostnych do łączenia fragmentów kości (inspirowanych klejem naturalnym małży). W branży farmaceutycznej opakowania i urządzenia (strzykawki, pompy) również są klejone. Jak widać, od drobnych plastrów po zaawansowane operacje – kleje wspierają medycynę.

5. Elektronika i elektryka

W elektronice kleje są powszechnie wykorzystywane do montażu i ochrony komponentów. Lutowanie co prawda łączy elementy przewodząco, ale kleje służą innym celom: np. kleje przewodzące elektrycznie (z cząstkami srebra) do przyklejania elementów półprzewodnikowych tam, gdzie nie da się lutować; kleje termoprzewodzące do mocowania radiatorów na układach (odprowadzanie ciepła); żywice epoksydowe do zalewania elektroniki (potting) w celu zabezpieczenia układu przed wilgocią i wstrząsami. W montażu płytek drukowanych elementy SMD czasem tymczasowo przykleja się kroplą kleju przed lutowaniem (by nie spadły podczas lutowania rozpływowego). Moduły elektroniczne w samochodach są zalewane klejami/żeliwami poliuretanowymi lub silikonowymi dla ochrony. Taśmy klejące dwustronne montują wyświetlacze, ekrany dotykowe w smartfonach (gdzie wymagana jest czystość i cienka warstwa kleju). W kablach elektrycznych kleje (w postaci żywic) stosuje się do uszczelniania złączy. Również w produkcji akumulatorów i ogniw słonecznych kleje łączą warstwy materiałów. Elektryka niskiego i wysokiego napięcia korzysta z klejów do mocowania elementów izolacyjnych, cewek, rdzeni transformatorów itp.

Oprócz powyższych branż, kleje są używane m.in. w przemyśle meblarskim (kleje do drewna, laminaty), tekstyliach (laminacja tkanin, podklejanie), przemysł opakowań (sklejanie kartonów), sportowym (sprzęt sportowy z kompozytów klejony żywicami) i wielu innych. Uniwersalność technologii klejenia sprawia, że niemal każdy przedmiot codziennego użytku zawiera jakiś połączony klejem element.

Podsumowanie

Dzięki różnorodności dostępnych rodzajów klejów, możliwe jest dobranie odpowiedniego rozwiązania do niemal każdej aplikacji. Wybór odpowiedniego kleju powinien uwzględniać rodzaj klejonych materiałów, warunki eksploatacji oraz wymagania dotyczące trwałości połączenia. Właściwie dobrany klej zapewni nie tylko mocne i trwałe połączenie, ale także odporność na działanie czynników zewnętrznych i mechanicznych.