Kollagora
Introductie
Voor een lange tijd mensen zijn er in geslaagd het verbinden of het verlijmen materialen samen met verschillende doelen voor ogen: woningbouw, gereedschappen, wapens, machines (waarschijnlijk heel rudimentair aan het begin) en decoratie.
Hierdoor verbindingstechnieken waardoor binding elkaar verschillende substraten en elementen ontwikkeld. Lijmen (of lijm) en kitten zijn een van hen. Bonding door fusie en solderen is een andere evenals verschillende andere technieken, zoals klinken, het samenwerken met pen-en gatverbinding, afbinden, met behulp van gewichten en tegengewichten, enz.
Bonding technologieën zijn ontwikkeld door mensen eerst door te worden geïnspireerd door de natuur. Bijvoorbeeld insecten, spinachtigen en vogels zijn bedreven in het vormen van composieten met natuurlijke vezels en hun eigen afscheidingen en diverse weekdieren hechten zich sterk aan rotsen. We kunnen redelijkerwijs speculeren dat de kleverigheid van berk teer of van latex afgegeven vanaf de Hevea boom, eieren eiwit of zetmeelpasta snel werden in gebruik genomen door de vroege mens. Het is ook waarschijnlijk dat de klevende eigenschappen van het bloed van een lange tijd geleden werden ontdekt. Op basis van archeologisch bewijs, waarschijnlijk de allereerste hechting pogingen van de mens zijn veel juist voor de Neolithische periode (circa 8000 voor Christus), waarvoor het eerste bewijs van lijm gebruik is ontdekt.
Het is algemeen aanvaard dat de chronologische ontwikkeling van hechting kennisverwerving is als volgt:
Chronologische samenvatting Lijmen Types and Evolutie:
- 3 000 000 BC: cel naar cel verlijmen; mosselen, spinnen, bijen en wespen; zeepokken ...
- 2 800 000 BC (Paleolithicum): Berkenteer (eerste sporen van gebruik)
- 8 000 BC (Neolithicum): Berk tar
- 5000 BC Mesopotamië (Babylon): dierlijk bloed, eiwitten, plantaardige harsen (colofonium) en Asphalt
- 3500 voor Christus Egypte: Gekookte Lijmen (Dierenhuiden, enz.)
- 1500 BC Aztec: dierlijk bloed en natuurlijke rubber cement (Hevea latex)
- 1841: Vulkanisatieproces >>> Synthetische lijmen ontwikkeling
- 1902: Bakeliet
- 1921: Principes van macromoleculaire chemie door Max Staudinger
- 1902-1940: Synthetisch rubber (polybutadieen), siliconen, epoxy, polyurethanen ...
- 1952: Cyanoacrylaat (Super Glue)
Een oude kunst
In de Neolithische periode, namelijk ca.. 8000 voor Christus, gebruikte men een hars van berken aan de hoofden van speren en bijlen hechten.
De oudste productie en het gebruik van Birch Tree Tar is geïdentificeerd in Italië op de Acheulean (Lower Paleolithic) site van Campitello. Deze lijm is ook gebruikt in het Midden-Paleolithicum, in het Mesolithicum en vaker in het Neolithicum.
Wanneer de gletsjer man "Ötzi" werd ontdekt, gereedschappen en kledingstukken werden gevonden, waaronder een bijl gemaakt van taxus wiens mes werd bevestigd met berken toonhoogte (lijm) en stroken van leer.
Berk boom sap is een eetbare vloeistof verzameld van bomen bij het aanbreken van de winter. Berkenteer wordt niet gemaakt van het sap, maar uit de bast van de afwezigheid van lucht, zoals houtskool verwarmd. Zwarte olie wordt onderaan de oven verzameld en gekoeld water. Gedetailleerde recepten over hoe berkenteer maken gebruik direct beschikbaar en goedkope apparatuur zijn beschikbaar op het internet. De olie moet dan langzaam worden gekookt in de open (vanwege de rook) tot het dik, net voordat het verkoolt. Na het stolt, kan het voor onbepaalde tijd worden opgeslagen en gesmolten vlak voor gebruik, net als moderne thermoplastische lijmen volksmond smeltlijmen.
Berkenschors-teer is een zeer effectieve lijm met een uitstekende weerstand tegen vocht: het werd gebruikt om leer naden op mocassins en laarzen verzegelen. Niet bros, het heeft ook-vullend vermogen als een kit. Het werd op grote schaal gebruikt om aardewerk te repareren en aanbrengen pijl wijst naar assen.
In de warmere klimaten berk niet van nature groeien en de behoefte aan alternatieven ontwikkeld.
Er is archeologisch bewijs dat eiwitten door lang koken en gedeeltelijke hydrolyse in water van de huid onttrokken, tanden, botten, paardenhoeven of pezen werden gebruikt, zelfs door de Neanderthalers. Echter, de oudste schriftelijke bewijs van dergelijke praktijken gaat terug tot ongeveer 2000 voor Christus in Egypte, waar het gebruik in meubels en schrijnwerk waarschijnlijk voor het eerst begon.
Survival gidsen laten zien hoe lijm te maken uit ruwe huiden. De harde huid moet eerst worden geweekt in kokend water, snijd in kleine stukjes en terug in het kokend water voor enkele uren. Daarna worden de resterende vaste deeltjes gefilterd en het water is ingekookt tot het dik. Hoe dikker de oplossing, hoe sneller het zal drogen. Het kan volledig worden gedroogd en indien beschermd tegen vocht, zal houden voor bepaalde tijd. Historisch gezien was huidenlijm gebruikt om samengestelde bogen te maken.
Vislijm werd uitgevonden in Ierland in de late 19 e eeuw. Tot de komst van epoxykleefstoffen, verfijnd vislijm uitgebreid geadverteerd aanbrengen van metalen aan elkaar, hoewel het over bevorderd die kunnen zijn gebruikt. De belangrijkste tekortkoming was dat na het drogen bleef het water oplosbaar.
Albumine uit eiwit wordt gebruikt om bladgoud hechten.
Caseïne lijmen zijn gemaakt door het neerslaan van caseïne uit melk met behulp van azijn. De wrongel die vorm worden geneutraliseerd met zuiveringszout waardoor ze unclump en dikker. Vetarme melk het beste werkt. Caseïne lijm kan tot een poeder worden gemaakt door eerst drogen door te knijpen in een handdoek en vervolgens in lucht, en tenslotte door slijpen. Het zal beter blijven in die staat. Voor het gebruik, mengen met water tot een honing-achtige consistentie en toe te passen. Caseïne lijm werkt goed op houtwerk.
Afval dierlijk bloed is direct beschikbaar uit slachthuizen. De component lijm is het eiwit in bloedserum. Toevoeging van kalk en alkali op mengsels van water albuminedruk verbetert de hechting. De triplex-industrie is een belangrijke gebruiker van bloed-gebaseerde lijmen, want ze zijn relatief goed bestand tegen vocht eenmaal warm geperst. Synthetische lijmen zoals melamine / formaldehyde tegenwoordig meer gebruikt vanwege een veel hogere weerstand tegen vocht en regelmatige beschikbaarheid. Uiteraard te wijten aan de groeiende zorg voor duurzame en biologisch afbreekbare materialen, kan men speculeren dat het marktaandeel van dierlijke lijmen weer kan toenemen tot een biologisch afbreekbaar synthetisch materiaal is beschikbaar in grote volumes.
3. Minerale Lijmen en Cement
In Mesopotamië, werden natuurlijk bitumen resurgences gebruikt om asfalt te maken. De vluchtige bestanddelen van de olie verdampen en laat een kleverige of effen zwarte residu. In 6000 voor Christus, in de natuur voorkomende asfalt werd gedolven en gebruikt als mortel tussen de bouwstenen. Later werd bitumen gebruikt als breeuwen voor schepen, om sieraden te maken en mozaïeken en wapenonderdelen ingesteld. In Noord-Amerika, de indianen gebruikten asfalt waterdicht hun manden en veilige pijlpunten te assen. Tegenwoordig wordt asfalt industrieel vervaardigd uit aardolie of uit distillatie van steenkool en wordt nog steeds gebruikt voor het binden van isolatiepanelen of gordelroos.
Historisch gezien waren de eerste bekende minerale cement intensief gebruikt door de Romeinen van verbrande kalksteen, vulkanische as en verpulverde baksteen (van klei), samen en vervolgens gecalcineerd verpletterd. Minerale cement uitharden in aanwezigheid van water door de vorming van kristallijne hydraten. Mortel is een combinatie van cement en zand terwijl beton wordt gemaakt van cement en aggregaat. Cement wordt vrijwel uitsluitend gebruikt in de bouw.
Bij uitbreiding zijn tandcement gemaakt door het mengen van poeder en vloeistof samen. Dit is waar de gelijkenis eindigt. Het poeder is een basisch metaaloxide en de vloeistof is zuur. Het metaalzout gevormd fungeert als het cementeren matrix.
Minerale cement worden verder buiten beschouwing gelaten in deze website, omdat veel van hun eigenschappen en toepassingen zijn in tegenstelling tot de meeste lijmen en kitten.
4. Natuurlijke Rubber
Natuurlijke rubber wordt gemaakt door het coaguleren latex sap van de Hevea boom. Een stabiele viskeuze vloeistof wordt gevormd door mengen met koolwaterstofoplosmiddel en wat alcohol. De eerste regenjassen werden gemaakt door Charles Macintosh door lijmen twee lagen stof met rubber.
De toevallige ontdekking van rubber vulcanisatie met zwavel in 1841 door Goodyear overwon neiging rubber's te verzachten in de aanwezigheid van olie of brandstof of bij verhitting. Dit was de eerste keer dat een natuurlijk product is chemisch gemodificeerd om de eigenschappen te verbeteren.
Rubber cement gebruikt om binnenbanden in de banden te repareren bevatten verknopen van chemische stoffen die voorkomen smelten bij warm weer.
5. Kunstharsen
In 1862, A. Parkes geslaagd om semi-synthetische celluloid, een mengsel van nitrocellulose en kamfer. Cellulose is te broos om te worden gebruikt als kleefstof.
De eerste volledig synthetische hars was bakeliet, een thermohardende fenolische verbinding uitgevonden door België geboren Leo Baekeland in 1907. Bakeliet is een moeilijk vormbaar materiaal geschikt als kleefstof, maar dezelfde chemie werd aangepast weefsels of papier te impregneren.
Tegenwoordig spaanplaten en spaanplaten worden gemaakt door binding onder hitte en druk houtsnippers, houtkrullen of zaagsel met amino-formaldehyde harsen. Aangezien formaldehyde geclassificeerd als een carcinogeen, worden alle sporen van ongereageerd residuen gehandhaafd binnen zeer strikte grenzen.
Veel nieuwe synthetische rubbers zoals polychloropreen, Buna (polybutadieen) en siliconen werden eerst gesynthetiseerd tijdens en na de Tweede Wereldoorlog. Toen volgde epoxyharsen, polyurethanen en daarna methacrylaat en cyanoacrylaatlijmen (snellijmen). Nieuwe droogtechnieken basis van UV-licht en elektronenbundels werden ontwikkeld om vluchtige oplosmiddelen te elimineren, die speciaal ontworpen harsen en additieven.
De natuur is onze gids
De studie van natuur vele voorbeelden van het gebruik van kleefmiddelen die steeds een bron van inspiratie geopenbaard.
1. Rubberlatex
Kleeft is afhankelijk van het molecuulgewicht van de bindende hars. Helaas, hogere moleculaire gewichten verhogen viscositeit van de harsen in oplossing gebruik te maken moeilijk of verzwakking van de eigenschappen van de lijm is. Latexen veel gebruikt vandaag in de moderne verven bijvoorbeeld inderdaad uitgevonden lang geleden door de natuur, die inderdaad heeft laten zien de weg van moderne roosters zoals acryl verf of lijm dispersies waar de hars in de vorm van microscopisch kleine deeltjes is gemengd met water en oppervlakte-actieve stof , net als het sap van Hevea.
In hetzelfde register, zijn er ook verschillende andere voorbeelden van kleefstoffen of kleverige materiaal geproduceerd door planten. Waarschijnlijk de meest bekende en spectaculaire zijn de kleverige lijm afgescheiden door vleesetende planten. Ze zijn gemaakt van slijm, een lijmachtige stof die door bijna alle planten en sommige micro-organismen. Het is een polair glycoproteïne en een exopolysaccharide . Nanovezels en nanodeeltjes werden gevonden in Drosera slijm, waarschijnlijk bijdragen tot de waargenomen viscositeit en plakkerigheid.
2. Honingbij bijenkasten
De Naw (of hulusheng in China) is een mondharmonica gebruikt in het noorden van Thailand. De buizen zijn verlijmd een uitgeholde kalebas van bijenwas.
De was wordt gebruikt om honingraten bouwen in honing bijenkorven wordt aangebracht als een vloeistof als gevolg van de warmte van het lichaam van de bij, als een smeltlijm.
Wespen Nesten: veel sociale wespen maken nesten van materialen in de buurt en vervolgens verzameld gekauwd en vermengd met houtvezels. De nesten waterbestendig door de proline-rijke natuur van het mucoproteïnen in het speeksel, vergelijkbaar met chitine exoskelet de wespen, die onomkeerbaar droogt waterafstotend oppervlak.
3. Vogelnesten
Heel goed weten, ontworpen voor een tijdelijk gebruik zijn de zwaluw nesten bijvoorbeeld. Ze zijn gebouwd met aarde geperst door speeksel die imucin bevat, een glycoproteïne.
De gedroogde speeksel van de Wit-nest Swiftlet (Aerodramus fuciphagus) en van de Black-nest Swiftlet (Aerodramus maximus) is eetbaar en wordt gebruikt om vogelnestjessoep, een Chinese delicatesse. De swiflets borg vervlochten strengen van puur speeksel laminaten cement afgescheiden door klieren onder hun tongen.
4. Termieten
Termietennesten worden soms aangevallen door andere insecten. Sommige soorten termieten hebben een afweermechanisme waar een kleverige vloeistof wordt gespoten op de aanvallers met behulp van een frontale afscheiding geëvolueerd. De vloeistof snel verhardt in contact met lucht trapping mieren en andere termieten. Soms spuiten weeën zo hevig dat de termieten zelf (autothysis) scheuren.
5. Pranger
Zeepokken is bekend dat ze zich sterk hechten aan harde oppervlakken, of rotsen of scheepsrompen (biofouling) of walvissen. Zeepokken produceren de meest duurzame en sterkste verbinding in de waterwereld. Deze weekdieren scheiden polyphenolic eiwitten die nu worden onderzocht voor diverse tandheelkundige en medische doeleinden vanwege hun weerstand tegen antistoffen. Een enzym, polyfenol oxidase, reageert met eiwitten met een difenol produceren gelooid (onoplosbaar) eiwit.
6. Gekko's
Gekko's bevestigen en los het zelfklevende tenen in milliseconden tijdens het hardlopen tot 1 meter / seconde op vrijwel elk oppervlak. De lijm op gekko tenen verschilt sterk van die van conventionele kleefstoffen. Gebruikelijke drukgevoelige lijmen zijn moeilijk te verwijderen nadat toegepast. Daarentegen gekko tenen dragen schuine arrays vertakt, haar-achtige vezels (setae) gevormd uit stijve, hydrofobe keratine die als een bed schuine veren met een effectieve stijfheid vergelijkbaar met die van drukgevoelige kleefmiddelen. Setae zijn zelfreinigend en functie te behouden voor de maanden gedurende herhaald gebruik in vuile omstandigheden. Zo gecko setae weerstaan ongepast lijmen en zijn in staat om eenvoudig en snel hechting en onthechting. Volgens wetenschappers kan gemanipuleerde lijm nanostructuren geïnspireerd door gekko's de lijm van de toekomst.
7. Rosin (of colofonium of Griekse toonhoogte)
Colofonium is een onderdeel van de pijnboom afscheiding in reactie op een wond. Gedestilleerde colofonium als zodanig een bros materiaal smolt bij ongeveer 80 ° tot 90 ° C met enkele zwakke adhesie eigenschappen die onvoldoende binding praktische gebruik zijn. In het mengsel kan worden gebruikt om bomen tegen insecten klimmen of zegellak. Door chemische omzettingen colofoniumderivaten staat synthetische moderne lijm formuleringen zoals de hete smelt en contactlijmen vandaag op grote schaal gebruikt, en ook voor de productie van verven en afdrukken inkten. Rosin als zodanig wordt gebruikt om de hechting van de borstelharen van de boog op de snaren van de viool verbeteren. Het eerste gebruik van hars voor dit doel vond plaats in Cremona (Italië) oorspronkelijke stad van Stradivarius.
8. Andere Planten Kleefstoffen
Zetmeel van veel planten zoals aardappel, rijst, tapioca en dergelijke ook bruikbaar als kleefstof maar de slechte bestendigheid tegen vocht en schimmel zijn belangrijke beperkingen voor hun bredere toepassing. Zetmeel lijmen worden gebruikt voor golfkarton en behang maken, bijvoorbeeld. De oude Chinezen en Egyptenaren waren heel bedreven in het gebruik van zetmeel gebaseerde lijmen op papier of papyrus maken. Bij verhitting in water, inheemse zetmeelkorrels hydrateren (absorberen water), in omvang toenemen en indikken tot een stroperige vloeistof, gel of pasta. Deze pasta kan worden gebruikt om hout en papier samenbinden. Eenmaal gedroogd de pasta wordt relatief hard terwijl sommige lijmen eigenschappen behouden. Een van de nadelen is de slechte vochtbestendigheid. Misschien zijn sommige van ons hebben al gebruik gemaakt van deze lijm om vliegers te bouwen.
Bronnen
• DE KUNST VAN HET maken van verschillende soorten lijmen. Door M. Duhamel Du Monceau, van de Koninklijke Academie van Wetenschappen (1771).
