Циакрин на службе моделиста

Циакрин в различных упаковках

Сложно представить постройку пластиковой масштабной сборной модели без применения клеящих веществ. А с ростом стандартов детализации пропорционально увеличивается номенклатура применяемых при строительстве модели материалов. В ход идет все: пластик различного происхождения, металлические детали всяческих форм, толщин и размеров, полимерные нити, деревянные дощечки, палочки от мороженного, сточенные до нужного диаметра зубочистки и прочее, прочее, прочее. Не стоит сбрасывать со счетов и дополнения к моделям, выпускаемые различными производителями. Здесь вам и резиновые колеса, смоляные детали и различное металлическое фототравление. Совершенно очевидно, что узкоспециализированный модельный клей бессилен перед таким разнообразием материалов. Что же остается моделисту в этой сложной ситуации? Правильно — применить универсальный секундный клей!

Что такое цианоакрилат?

Как говорит Википедия, Цианоакрилаты — это эфиры цианакриловой кислоты основной компонент цианоакрилатных клеев (97—99 %) (метил-2-цианакрилат, этил-2-цианакрилат и т. д.), удобных в быту для быстрого склеивания материалов.

Те кто постарше, наверняка помнят, что Циакрин — это торговое название клея на основе цианокрилатов, выпускавшегося во времена СССР. Но — уверен — большинству он известен как секундный, или суперклей, хотя «суперклей» — это всего лишь дословный перевод на русский язык товарного знака Super Glue.

А вот Клей Super Glue был впервые получен в 1942 году (во время Второй мировой войны) американским химиком Гарри Кувером (англ: Harry Coover), 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.

Как выглядит

Циакрин в различных упаковках

Циакрин в различных упаковках

И вот с тех самых пор огромное количество тюбиков и флакончиков украшают полки строительных гипермаркетов, хозяйственных магазинов и даже киосков союзпечати.

Да вот только результаты использования циакрина даже одного и того же производителя зачастую выходят такими же разными, как и его упаковка. Почему так происходит? Давайте разбираться вместе.

Как работает

Итак, циакрин представляет собой жидкость, помещенную в пластиковою или металлическую тару, которая умеет затвердевать (в действительности она полимеризуется) превращаясь в твердое тело, когда вы наносите клей на что-нибудь и соединяете это что-нибудь между собой. Скорость процесса при этом фактически зависит от влажности на поверхности предметов которые вы склеиваете вместе. Это означает, что именно вода обеспечивает запуск процесса полимеризации клея. Именно поэтому, когда Вы используете циакрин, чтобы закрепить на корпусе эсминца травленый радар или установить под крыло самолета металлическую трубку Пито, вы начинаете дуть в место соединения деталей для ускорения процесса склеивания. Иными словами, влага, находящаяся в выдыхаемом воздухе выступает в роли праймера — ускорителя процесса склеивания. Таким образом, слишком сухая поверхность склеиваемых деталей увеличивает время «схватывания» клея.

Если под микроскопом рассмотреть циакрин в жидком состоянии, то можно увидеть, что молекулы клея не расположены согласно какой-то определенной модели, за исключением непосредственно самих мономерных цепей. Когда же циакрин отверждается, то он фактически превращается из жидкого мономера в акриловый полимер — молекулы выстраиваются самостоятельно во взаимосвязанную структуру (полимер), которая и соединяет их вместе навсегда. Но кроме самих цианоакрилатов в составе клея обязательно имеются примеси, которые оттягивают на себя силы ослабляя связи в этой структуре. Следовательно, чем больше цианоакрилатов находится в клее, тем лучше и крепче будут клеевые соединения.
Таким образом, чистота любого циакрина однозначно определяет связующую силу полимера. А уже именно связующая сила обеспечивает прочность соединения двух деталей.

Производители, четко следующие технологическому процессу и использующие однократную дистилляцию, добивается чистоты клея между 92% и 96%. При этом для склеивания резины или пластмассы достаточно чистоты 92%.

Компании, которые заинтересованы в изготовлении изделий высокого качества, процесс дистилляции проводят несколько раз. При этом с каждым разом получают мономер все более высокой чистоты.

Таким образом, процент содержания цианоакрилатов в составе клея определяет как качество самого клея, так и его свойства. Клеи с высоким содержанием цианоакрилата (больше 96%) называют в промышленности «Нечувствительные к роду поверхности». Это означает, что не зависимо от того, щелочная поверхность склеивания или кислая, клей может компенсировать рН на поверхностях и обеспечивать максимальную прочность связям. Но не стоит забывать и о том, что циакрин может быть ускорен поверхностным pH — что и происходит при случайном попадании капель клея на подушечки пальцев.

Еще не устали от теории? Тогда продолжаем!

Правильная стабилизация цианоакрилата чрезвычайно важна. Для увеличения срока хранения клея, сохранения его качества внутри баллона и предотвращения преждевременного ухудшения циакрина, в чистый мономер добавляются стабилизаторы. Такоим образом, чем выше степень чистоты мономера, тем меньшее количество стабилизаторов должно быть добавлено, но чем чище мономер, тем сложнее сохранить его свойства. Со временем клей во вскрытой упаковке становится более вязким — «толстым» («thick»), потому что застывает внутри баллона. Правильная стабилизация должна предотвратить это.

Циакрилан-Гель

Циакрилан-Гель. Пример «толстого» цианоаркилата

Соотношение в составе клея циакриноакрилат\стабилизатор определяет материалы, склеивание которых он производит лучше всего. Работать он конечно же он будет для всего спектра материалов, однако наилучшая прочность соединения будет только в случае с материалами, указанными производителем на упаковке. И снова напрашивается вывод, что увеличивая чистоту цианоакрилата, можно склеивать различные материалы в любых комбинациях с обеспечением максимальной связующей силы. Однако будет сложно обеспечить стабильность качеств клея после вскрытия упаковки. СОВЕТ. Не покупайте большие бутылки ЦА-клея в 50мм или более, если только не собираетесь использовать весь клей немедленно.

В промышленности, перестабилизированный ЦA называется «устойчивый» — это означает, что изделие имеет чрезмерное количество стабилизаторов, которые обычно добавляются, чтобы увеличить срок хранения и (-или) предотвратить влияние химических примесей в мономере. Эта перестабилизация значительно ухудшает застывание, уменьшает продольную и поперечную связующие силы клея. «Устойчивость» также может являться причиной флуктуаций вязкости клея от баллона к баллону. Это — второе хорошее свойство, которым проверяется качество ЦA — вязкость клея должна быть всегда одинаковой.

Кроме того, «устойчивость» является еще одной причиной, почему некоторым компаниям-производителям ЦA приходится выпускать множество «специальных» клеев. Это потому что стабилизаторы, которые они используют для каждого конкретного применения, не будут работать также хорошо и для другого.

До этого, мы вскользь говорили о праймерах (активаторах), давайте разберёмся с этим поподробнее. Большинство производителей в качестве активатора клея используют амин, растворённый в различных веществах-носителях. Это наиболее общий метод изготовления, прежде всего, потому что праймер работает хорошо при низких концентрациях и хорошо выполняет свои функции без того, чтобы «ломать полимер» — т.е. ухудшать качество связей в полимере. При этом хороший праймер не должен срабатывать мгновенно, иначе вы не сможете с ним работать. При нанесении праймера на «жидкий» циакрин в большом количестве возможен эффект «вскипания» клеевого слоя. Конечно же прочность клеевого соединения в таком случае будет практически нулевой. C более «густыми» клеями подобное может произойти в случае если праймер слишком сильный и содержит слишком много ароматического амина, или сделан менее совместимым химически, и тогда в клеевом соединении будет фактически нарушена форма полимера, что повлечет снижение прочности связи менее чем на половину от обычной. Проверить совместимость конкретного циакрина и конкретного праймера довольно просто: клей, должен быстро и равномерно растекаться на поверхности склеиваемых деталей, после того, как носитель полностью испарится. При этом не должно оставаться гребней или трещин на поверхности нанесённой полоски клея после отверждения. И эта нанесённая полоска клея не должна отверждаться немедленно. Также поверхности не должны белеть. Если Вы наблюдаете любой из этих случаев, или все вместе, когда ускоряете процесс склеивания, праймер скорее всего нарушает склейку. Это просто исправить: попробуйте другую марку праймера, или используйте его как можно меньше. Достаточно нанести его только в виде очень легкого тумана.

Последний вопрос, который мы должны рассмотреть — растворители цианоакрилата (смывка). Большинство из того, что можно встретить сегодня на рынке сделаны из нитрометана или ацетона. Чаще всего, растворители — это смесь обоих из этих химикатов. Эти смеси, исходя из практики применения, работают лучше других для удаления застывшего цианоакрилата с поверхности, и при использовании в малых количествах являются самыми надежными растворителями. Не смотря на неприятный запах, Нитро- не летуч, фактически не ядовит, и имеет температуру воспламенения 37°С. Он более доступен и его не опасно хранить в мастерской.

Имеется другой растворитель, который растворяет застывший цианоакрилан, который используют некоторые изготовители, это — Ацетонитрил (Acetonitrile). Ацетонитрил лучше известен как метил-цианид (methyl cyanide).

Подведем итоги теоретической части повествования о цианоакрилатных супер-клеях:

1. Цианоакрилатный клей хорошо склеивает при нормальной и повышенной влажности, а хранение при высокой влажности уменьшает гарантийный срок хранения клея

2. Для многократного использования одной баночки, цианоакрилатный клей необходимо хранить при температуре от +5 до +10°С. Оптимально хранение в холодильнике.

3. Цианоакрилатный клей хорошего качества можно распознать при склеивании сухой твердой древесины, типа ель. Приемлемое время склеивания свидетельствует о хорошем его качестве.

4. Производство цианоакрилатного клея является технологически сложным процессом и поэтому возможно получение партий клея с отклонением заданных параметров.

5. Не покупайте большую упаковку клея если её не используете за короткий срок.

Где может пригодится

Так как цианоакрилатные клеи относятся к классу универсальных, то и область их применения их достаточно широка. Отмечу лишь те, которыми пользуюсь сам. Если Вы, уважаемые читатели, готовы поделиться собственным опытом — то добро пожаловать в комментарии.

Крепление деталей из материалов, не растворяемых обычным модельным клеем. Материалы, которые не берутся модельным клеем, мы склеиваем используя универсальные или специализированные клеи на основе цианоакрилатов.

При сборке и установке деталей из металла. Как правило, небольшой капли циакрина достаточно для фиксации изогнутой травленой детали в нужном положении. Такого же небольшого количества клея так же хватает для установки детали по месту.

Фиксация натяжных нитей. При имитации тросовых антенн, расчалок, такелажа и прочего, при использовании нитей или проволок достаточно одной капли циакрина для фиксации их в нужном положении. Так же циакрины препятствуют распушению плетеных нитей и развязыванию узлов, хорошо фиксирует места соединений.

Имитация изоляторов на антеннах. Капля суперклея, помещенная на нить, имитирующую тросовую антенну, после высыхания сохраняет свою форму.

Шпаклевание небольших щелей. Часто во время сборки модели образуются неглубокие щели в местах двойной кривизны (например, пресловутый зализ — стык крыла и фюзеляжа), где равномерное нанесение шпаклевки затруднено. Тогда подобная щель просто проливается цианокрилатом и после отвердевания шлифуется до необходимого уровня. Бывает, после высыхания клей дает усадку, и пролитие приходится повторять еще раз.

Стык фюзеляжа, залитый цианоакриланом

Стык фюзеляжа, залитый цианоакриланом после черновой обработки

Шпаклевание широких щелей. Если щель широка для простого пролития, то можно заполнить её пищевой содой, смачиваемой суперклеем и играющей в данном случае роль не только наполнителя, но и щелочного полимеризующего агента. Смесь твердеет почти мгновенно, образуя акрилоподобный наполненный пластик, и в ряде случаев может успешно заменить эпоксидные композиции.

Приспособления и инструменты

Производители снабжают тюбики с клеем носиками, через которые по их мнению и следует наносить клей на склеиваемые поверхности. Однако в модельных целях подобное использование как правило влечет за собой нанесение избыточного количества клея, что негативно сказывается как на внешнем виде деталей, так и на качестве клеевого соединения. Ниже я предлагаю мини хит-парад средств, которые я использовал и использую для нанесения цианоакрилатного клея на склеиваемые поверхности.

4. Булавка. В изобилии находится в упаковке с новой мужской сорочкой. Достаточно хорошо переносит клей к склеиваемой поверхности, хоть зачастую количество этого самого клея недостаточно.

3.Остро заточенная зубочистка. Пожалуй, на любой кухне или ресторане можно сформировать небольшой запас. Количество клея, которое может взять зубочистка, определяется остротой ее заточки. Явных недостатков нет. Отказался от использования из-за необходимости постоянной подточки и как следствие частой замены.

2.Игла от швейных машин. Продается в специализированных магазинах для шитья. Имеет широкое ушко для продевания нити, перекусив которое легко получить вилку, в которой прочно удерживается капля циакрина. Для удобства использования требует изготовления ручки или держателя.

1.Glue Tips от RB Production. Приспособление,изготовленное моделистом и для моделистов. Без проблем вставляется в цанговый зажим обычного модельного ножа, превращаясь в удобное средство нанесения цианоакрилатного клея. Не боится отжига, что позволяет быстро и эффективно удалять засохший циакрин с рабочей поверхности.

Glue Tips

Glue Tips, установленный в цангу модельного ножа

Как экономно использовать

Для того, что бы продлить срок службы цианоакрилатного клея, можно воспользоваться несколькими простыми советами:

1.При работе с клеем избегать повышенной влажности и открытых активаторов. Как мы знаем, влажность инициирует процесс полимеризации, а даже незначительное количество активатора способно вывести из строя весь баллон клея. Поэтому время, при котором тюбик с клеем бывает открытым, должно быть минимально необходимым.

2.Для сохранения и экономного использования циакрина в стандартных двух-трех граммовых упаковках, можно использовать булавку для закрытия носика тюбика. Т.е. булавкой закрываем носик, и потом все это закрываем колпачком. При необходимости использования снимаем колпачок, достаем иглу и пользуемся.

Носик тюбика

Носик тюбика с торчащей в нем булавкой

 

3.Желательно хранить клей при постоянной влажности и температуре от +5 до +10 градусов Цельсия. Идеальным местом со стабильными условиями видится холодильник.

Недостатки

Главный недостаток любого цианоакрилатного клея — это наличие клеевого слоя между склеиваемыми поверхностями. Именно этот слой отвечая за прочность соединения, так же является слабым местом, поскольку при сдвиге или скручивании соединенных деталей непременно придет разрыв силовых связей и склеенные детали распадутся.

Меры предосторожности

Перед использованием цианоакрилатного клея необходимо внимательно прочитать меры предосторожности, указанные производителем на упаковке.

Вика же нам говорит следующее.

Попытка склеить материалы, содержащие целлюлозу (например, хлопок), может привести к интенсивной экзотермической реакции. Высвобождаемое тепло может стать причиной ожогов, если использовано большое количество цианоакрилата. Поэтому сертификат безопасности материала для цианоакрилата запрещает при работе с клеем носить хлопчатобумажную или шерстяную одежду, в особенности хлопчатобумажные перчатки.

Пары цианоакрилата, представляющие из себя 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.

Надеюсь, информация, изложенная в этой статье окажется полезной широкому кругу моделистов. На уникальность материала не претендую, это лишь попытка обобщить и структурировать накопленный мною опыт и знания. Для обсуждения и справедливой критики добро пожаловать в комментарии!

Использованные материалы:

http://www.prolife.ad.ua/news/13-ciakrin

википедия

другие открытые источники

Июль 6th, 2015 by