Исходное сырье. Основой синтетических клеев являются синтетические смолы, представляющие собой сложные высокомолекулярные органические соединения, в состав которых входят углерод, водород, кислород и в некоторых случаях азот и сера. Образование таких соединений является результатом укрупнения молекул.

В зависимости от характера реакций, протекающих при образовании смол, последние делятся на конденсационные и полимеризационные. В области склеивания древесины наибольшее значение приобрели конденсационные смолы, склеивание которыми основано на их способности утрачивать свойство плавкости и растворимости под влиянием нагрева или воздействия отвердителя.

Из этой группы наиболее часто употребляются фенолформальдегидные и мочевино - формальдегидные смолы.

Основным сырьем для изготовления смол являются фенолы, мочевина (или их производные) и формальдегид. В качестве катализаторов, ускоряющих реакцию смолообразования, применяются щелочи, аммиак и др. Остановимся кратко на характеристике исходного сырья.

Фенолы С₆Н₅(ОН) представляют собой производные бензола, получающиеся при замене атома водорода в бензольном ядре группой ОН. По внешнему виду представляют собой бесцветные кристаллы, краснеющие на воздухе. Отличаются высокой гигроскопичностью и ядовитостью. При обычной температуре в воде мало растворимы. Хорошо растворяются в спирте, эфире и глицерине. Плавятся при температуре 39—41°. Изготовляются фенолы путем разгонки каменноугольной, сланцевой, торфяной или древесной смол, а также путем синтеза из бензола. Для приготовления смол применяют собственно фенолы, крезолы (одноатомные фенолы), фенольную фракцию (смесь фенола с крезолом), трикрезол, ксиленолы и др.

Мочевина представляет собой органическое соединение, имеющее общую химическую формулу (NH₂)₂CO. Мочевина имеет вид белых блестящих ромбических или игольчатых кристаллов, обладающих слегка холодящим соленым вкусом. Плавится при температуре 132°. Хорошо растворима в воде и этиловом спирте. В водных растворах щелочей разлагается. Изготовляется путем синтеза из аммиака и углекислоты и из карбаминовокислого аммония. Для повышения стойкости к горячей воде в состав клея вводят меламин C₃N₆H₆, являющийся продуктом термического разложения мочевины и последующей перегруппировки.

Формальдегид представляет собой простейший альдегид СН₂0 с резким удушливым запахом, раздражающе действующим на слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. Раствор формальдегида в воде называется формалином. При длительном хранении или низких температурах последний полимеризуется, превращаясь в твердый продукт, называемый параформом. Формальдегид получается окислением метилового спирта кислородом воздуха в присутствии катализатора

Остановимся кратко на характеристике двух групп клеев, нашедших наибольшее применение при производстве слоистой древесины.

Фенолформальдегидные клеи. Как было сказано ранее, фенол-формальдегидный клей получается в результате реакции конденсации фенола с формальдегидом в присутствии катализатора. При соотношении фенола с формальдегидом в пределах от 1:1 до 1 : 2 и при использовании щелочных катализаторов получаются термореактивные, или резольные, смолы. Отличительной их чертой является способность переходить под действием тепла или отвердителя в неплавкое состояние. В связи с этим у таких смол различают три возможных стадии: стадию А, или стадию резола, стадию В, или стадию резитола, стадию С, или стадию резита.

Смола, находясь в стадии А, способна плавиться и растворяться в спирте, ацетоне и других органических растворителях. Смола в стадии В не способна плавиться; под воздействием тепла она лишь несколько размягчается. В обычных растворителях она нерастворима, а в ацетоне несколько набухает. Смола в стадии С нерастворима, не способна плавиться и даже размягчаться. Процесс перехода из одной стадии в другую является необратимым процессом, что обеспечивает получение высоководоупорных клеевых соединений. Скорость перехода резольных смол из первой стадии в другие зависит от режима изготовления смол, взятого соотношения между фенолом и формальдегидом, количества и вида применяемого катализатора и т. д. Процесс перехода может протекать при любых положительных температурах, величина которых будет в этом случае определять его продолжительность. При изготовлении фенол-формальдегидных смол в качестве растворителей могут применяться спирт и вода. Смолы, при изготовлении которых применяется спирт, носят название спирторастворимых. Они отличаются сравнительно высокой стоимостью и применяется при изготовлении древесно - слоистых пластиков. Наиболее часто применяемыми спирторастворимыми смолами являются смолы марок СБС-1 и СКС-1.

Смолы, при изготовлении которых применяется вода, называются водорастворимыми, стоимость их заметно ниже спирторастворимых.

Используются они при изготовлении клееной фанеры и плит. К этим смолам относятся смолы марок С-1, С-35, СКФ и др. Все перечисленные смолы применяют исключительно для горячего склеивания древесины. Для холодного склеивания применяют клеи на основе смол Б, ВИАМ Б-3 и ЦНИИМОД-1. Перед употреблением в них вводится отвердитель — контакт Петрора в количестве от 20 до 50 весовых частей.

Указанные смолы содержат определенное количество свободного фенола (особенно смола ВИАМ Б-3), что требует устройства хорошей местной вытяжной вентиляции.

Рецепты наиболее часто применяемых смол даны в табл. 48.

В состав смолы бесфенольной тарной (СБТ) входит также мочевина (75 весовых частей) и резорцин (8,5 весовых части), способствующий более полному связыванию формальдегида.

В состав смолы ЦНИИМОД-1 добавляется также этиленгликоль в качестве пластификатора.

Мочевино-формальдегидные (карбамидные) клеи. Для приготовления мочевино-формальдегидных клеев применяются смолы, получающиеся в результате реакции конденсации мочевины и ее производных с формальдегидом в присутствии катализатора. В качестве последних могут применяться различные кислоты и щелочи. При

Рецепты синтетических смол

Смолы (марки)	Состав смолы в весовых частях
	фенол	фенольная фракция	сырой фенол керосиновой фракции	крезол	формалин 40%	едкнй натр	аммнак 25%	гидрат окнсн барня	контакт Петрова	вода	спирт
С-1	100	-	-	-	126	10	-	-	-	158	-
С-35	100	-	-	-	130	10	-	-	-	262	-
С-35	-	100	-	-	124	11	-	-	-	262	-
СКФ	25	-	100	-	89	14	-	-	-	133	-
СБТ	100	-	-	-	173	10	-	-	-	95	-
СБС-1	100	-	-	-	100	-	-	-	-	-	100
СКС-1	-	-	-	100	100	-	6	-	-	-	100
Б	100	-	-	-	150	5	3			-	-
ВИАМ Б-3	100	-	-	-	100	-	-	2	—-	-	-
ЦНИИМОД-1	100	-	-	-	120	15	-	-	40	-	-

использовании кислых катализаторов образуются термореактивные смолы, отличающиеся невысокой жизнеспособностью. При применении щелочных катализаторов образуются термопластичные жизнеспособные смолы.

Таблица 49. Рецепты мочевинных смол

Смолы (марки)	Состав смолы в весовых частях
	мочевина	меламин	формалин 40%-ный	уротропин	хлористый цннк	аммиачная вода 25%-ная	едкий натр	щавелевая кислота
МФС-1	100	-	200	-	-	-	0,25 -:- 0,5	-
М-60	100		222	-	-	-	0,4 -:- 0,5	-
М-4	100	-	216	7,5	1,75	-	0,005
М-70	100	-	258	-	-		0,2 -:- 0,7	0,5
ММ-П	100	50	333	11,2	-	-	-	-
Мф-17	100	-	250	-	-	10	-	-

Мочевинные смолы при воздействии на них отвердителями и теплом обладают свойством переходить, как и фенолформальдегидные смолы, в новое состояние (из стадии А в стадии В и С). Находясь в стадии А, они представляют собой вязкие жидкости, растворимые в воде. При переходе в стадию В растворимость их в воде резко ухудшается и они становятся подобны желатинизированным продуктам. В конечной стадии С они не плавки и нерастворимы в холодной воде, но хорошо растворяются в горячей воде. Для повышения стойкости клея к горячей воде в состав смолы вводят некоторое количество мела-мина. Рецепты применяемых смол даны в табл. 49.

Рис. 105. Котел-реактор для варки смолы: 1 — корпус; 2 — рубашка котла; 3 — мешалка; 4 — редуктор; 5 — электродвигатель; 6 — загрузочный люк; 7 — смотровое стекло; 8 — отверстие для выпуска готовой смолы; 9 — отверстие для впуска пара или воды в рубашку; 10 — отверстие для выпуска конденсата из рубашки

Заметим, что для экономии основных составных частей и получения нерасслаивающихся смол в состав некоторых из них добавляются наполнители, в количестве 3 -:- 18%. Наполнителями служат белковые дрожжи, гидролизный лигнин, древесная мука, соевая мука и др.

Для получения клея большинство из указанных смол требует воздействия на них отвердителями, в качестве которых могут использоваться хлористый цинк, хлористый аммоний, щавелевая кислота, молочная кислота и др.

Варка смол, используемых для приготовления синтетических клеев, производится в специальном помещении, называемом смоловаркой. Смонтированная в ней установка для варки смол состоит из варочного котла, конденсатора (холодильника), вакуум-насоса и вспомогательных аппаратов (в виде мерных и расходных баков для исходных материалов), которые связаны между собой трубопроводами в единую систему. Основной частью всей установки является варочный котел (рис. 105), представляющий собой герметически закрывающийся стальной сосуд, имеющий двойные стенки и снабженный механической мешалкой. Для подачи пара, воды, спуска готовой смолы и ручной загрузки котла он имеет ряд отверстий.

В крышке котла имеется отверстие для помещения термометра и смотровые окна, закрытые толстыми стеклами.

Вид клея или его марка	Свойства и характеристика клеев
	товарная форма клея	жизнеспособность клея в часах	токсичность	прочность склеивания на скалывание в сухом виде в кг/см2	прочность склеивания на скалывание после кипячения в течение часа в кг/см3
Альбуминовый	Порошок, чешуйки	3-:-8	Безвреден	22-:-30	10-:-18
Казеиновый	Порошок	3-:- 8	То же	15-:-27	0-:-4
То же	То же	3-:- 8	»	15-:-27	0-:-4
Мездровый	Плитки	3-:- 5	»	50-:-90	0
Костный	То же	суток 3-:- 4 суток	»	35 -:- 60	0
Клей из растительных белков	Порошок	3-:- 5	Безвреден	12 -:- 25	2 -:- 12
Фенолформ альдегидные:
С-1	Жидкая	от 3 недель до 2 месяцев	Токсичен	30-:-45	20-:-35
С-35	То же	То же	То же	25-:-40	18-:-30
Бакелитовая пленка	Пленка	до 6 мес.	Безвредна	20-:-40	18-:-30
КБ-3	Жидкая	2-:-6	Токсичен	Более 130	120-:-130
Мочевино-фор-мальдег идные:
М-4	Жидкая	2-:-4	Малотоксичен	20-:-25	0
М-4	То же	2-:-4	То же	20-:-25	0
М-60	»	0,5-:-1	»	20-:-25	0
МФС-1	Пастообразная	5-:-7	»	20-:-25	0
Пленка:
ммп-к	Пленка	3-:-5 суток	Безвредна	20-:-25	0-:-20
К-17	Жидкий	3-:-3,5	Малотоксична	до 150	80-:-110
К-17	То же	3-:-3,5	То же	до 150	80-:-110

			Сравнительная стоимость клея,расходуемого на 1м2 клеевого слоя, в %*	Условия склеивания
грибостойкость	допускаемая влажность древесины в %	способ склеивания		температура в °Ц	удельиое давление в кг/см2	время склеивания (выдержка под давлением)в мин.
Ограничена	Любая	Горячий	100	120-:-150	18-:-22	3-:-10
	До 15	»	270	110-:-130	18-:-22	5-:-15
»	До 15	Холодный	470	15-:-20	7-:-14	240
Слабая	До 15	»	1300	15-:- 20	4-:-8	120-:-240
»	До 15	»	1000	15-:-20	4-:-8	120-:-240
Ограничена	До 15	Горячий	40+70	110-:-130	18-:-22	5-:-15
Высокая	10-:-12	»	440	145-:-155	20-:-25	10-:-30
»	10-:-12	»	370	145-:-155	20-:-25	10-:-30
»	10-:-12	»	590	145-:-155	20-:-25	10-:-30
»	10-:-12	Холодный	1100	15-:-20	2-:-5	360-:-720
»	10	Горячий	500	115-:-120	18-:-22	9-:-12
»	10	Холодный	1100	15-:-20	7-:-14	Более 240
»	10	Горячий	500	115-:-120	18-:-22	3-:-10
»	10	»	500	115-:-120	18-:-22	8-:-12
»	10	»	1000	115-:-120	18-:-22	15-:-20
»	До 10	Холодный	1000	15-:-26	3-:-5	До 360
»	До 10	Горячий	450	90-:-120	3-:-8	10-:-12