На клей приходится меньше процента массы и около 5% себестоимости сложных машин — автомобилей, компьютеров, смартфонов, самолетов, космических ракет. Но без клея все вышеперечисленное не собрать — по крайней мере в привычном нам компактном виде. Корреспондент «ПМ» побывал в Дюссельдорфе в штаб-квартире компании Henkel — мирового лидера на рынке клеевых технологий — и узнал, почему наша жизнь без клея была бы намного тяжелее, чем она есть.
Анастасия Шартогашева

Штаб-квартира Henkel в Дюссельдорфе — это город в городе: там работает 10 тысяч человек, есть свои улицы и даже «исторический центр» — аккуратно отреставрированное здание, в 1878 году арендованное Фрицем Хенкелем для производства популярной «Отбеливающей соды». Спустя почти 150 лет Henkel превратилась в огромную компанию с почти 20-миллиардной годовой выручкой и заводами по всему миру.

Головной офис Henkel в Дюссельдорфе Головной офис Henkel в Дюссельдорфе На родине компании, в Дюссельдорфе (Германия) резиденция Henkel — это город в городе. Здесь размещена небольшая часть производства, офисы и исследовательский центр. Производственные помещения позапрошлого столетия реконструированы и используются как офисы.

Henkel по‑прежнему выпускает стиральные порошки и другую бытовую химию, а еще — косметические средства (ассортимент сильно расширился после слияния с Schwarzkopf в 1995 году) и после приобретения в 1962 году компании Sichel-Werke — адгезивы. Знаменитый клей «Момент» (за рубежом ищите его под названием Pattex) — один из самых узнаваемых брендов Henkel с конца 1970-х. Но нас в Дюссельдорфе больше интересовали менее знаменитые вещи — огромное разнообразие клеевых решений, которые используются в промышленности для сборки всего на свете, от смартфонов до электромобилей. Если кто и разбирается в них, то это специалисты Henkel: компания обеспечивает больше половины потребности рынка в клеевых решениях. Весьма вероятно, что высокотехнологичные клеи, созданные в Дюссельдорфе, удерживают вместе детали компьютера или смартфона, с которого вы читаете эту статью.

История Henkel началась со стиральных порошков История Henkel началась со стиральных порошков Persil, один из первых брендов Henkel, недавно отметил 110-летний юбилей.

Меньше и крепче

Компактизация электронных устройств достигается не в последнюю очередь за счет склеивания. Взгляните, например, на камеру смартфона: она похожа на слоеный пирог из нескольких десятков линз, фильтров и электронных компонентов, и все они удерживаются вместе за счет очень тонких клеевых швов. А теперь представьте, что для крепления каждого из них использовался бы хотя бы один механический элемент — болт, шуруп или хотя бы крепление вроде столярного «ласточкиного хвоста». Насколько увеличилась бы масса и размеры камеры? Насколько усложнилась, а значит, и подорожала бы сборка?

Для создания одной камеры используется не один клей, а несколько адгезивов с очень разными свойствами. Одни проводят электричество, другие работают как изоляторы, одни служат УФ-фильтрами, другие полностью прозрачны, и все они обеспечивают скрепление деталей и их надежную фиксацию при перепадах температуры и ударных нагрузках.

В камере смартфона используется около 20 разновидностей клеевых решений В камере смартфона используется около 20 разновидностей клеевых решений
Разные виды клеев удерживают детали камеры, обеспечивают электропроводимость и изоляцию, защищают линзы от механических повреждений.

И это — только камера (а их в самых новых моделях смартфонов может быть от трех до восьми). Всего в мобильном телефоне больше двадцати деталей, для сборки которых используется полсотни разновидностей клея, разработанных в Henkel. На проводящий электричество и абсолютно прозрачный клей сажают стекло тачскрина; тонкий и гибкий клеевой слой удерживает на месте сенсор отпечатка пальца; шины передачи данных покрываются специальными адгезивными покрытиями, придающими гибкость. Часть компаундов выполняет защитную роль, часть заполняет полости, защищает электронику от влаги, вибрации и ударов.

Легче и «зеленее»

Без клеевых соединений, рассказали нам в Henkel, автомобиль весил бы на 15% больше — для легкового автомобиля это эквивалентно разнице между пустым салоном и пятью пассажирами. Чем меньше масса автомобиля, тем меньше расход топлива, а значит, машина меньше загрязняет окружающую среду. А ведь клеевые соединения упрощают не только эксплуатацию, но и сборку автомобиля: склеить детали проще, чем сварить или соединить болтами и гайками — а значит, и на заводе на производство будет потрачено меньше энергии и сил рабочих.

Электромобили немыслимы без множества видов клеевых решений Электромобили немыслимы без множества видов клеевых решений
Клеевые решения позволяют соединять детали машин и механизмов, сохраняя минимальный удельный вес конструкции. Для электромобилей с их тяжелыми батареями это особенно актуально.

Чем больше производители пекутся об экологии, тем большее значение приобретают клеевые соединения. Без них, к примеру, невозможно представить себе электромобиль. Клеевые субстанции с исключительной теплопроводностью защищают аккумуляторы от перегрева; монтажные клеи позволяют уменьшить массу батареи, а герметики и функциональные покрытия защищают батареи от вибрации и других внешних воздействий, а окружающие аккумулятор детали — от протечек, делая электрокар надежным и безопасным.

Каждому свое

Когда нам нужно склеить разбитый цветочный горшок или соединить детали столярной поделки, мы идем в магазин и покупаем клей для керамики, стекла, дерева — или универсальный. Но в промышленности все несколько сложнее. Каждый год в отдел клеевых технологий Henkel обращается больше миллиона клиентов. Многие из них удовлетворяются уже существующими решениями — из тех 80 тысяч опций, которые уже разработаны технологами компании. А когда ни одно из готовых решений не соответствует техническому заданию, за дело берутся ученые из R&D центров Henkel (в мире их уже больше 20, и постоянно открываются новые). На основе 40 базовых технологий они создают новые материалы — с такими свойствами, которые удовлетворяют потребности заказчика.

Путь от ТЗ до готового решения может занимать годы. Автомобильные компании, например, обращаются в Henkel за полтора-два года до того, как на рынке появляется новая модель. За это время в Henkel успевают отобрать и испытать несколько вариантов, соответствующих заданным требованиям. Затем из предложенных вариантов выбирают один — с помощью компьютерных симуляций (если от адгезива требуется, например, поглощать вибрации) или с помощью натурных испытаний — если речь идет, например, о составах, которые будут удерживать вместе шасси автомобиля.

Заглядывая вперед

Когда репортер «ПМ» попросил специалистов Henkel назвать парочку самых удивительных продуктов, он думал, что ему расскажут про самый сильный в мире клей. Или про самый легкий, или про самый прозрачный — словом, что-нибудь из «Книги рекордов». Но оказалось, что превосходными степенями в компании не мыслят. Вместо них нам рассказали про, пожалуй, самую удивительную технологию Henkel, которая позволяет превращать дерево в прочный, долговечный и экологичный строительный материал.

Компания Henkel выпускает клеи для несущих деревянных конструкций Loctite с конца восьмидесятых, и за это время добилась больших успехов и в усилении прочности соединений, и в избавлении от токсичных растворителей — сегодняшние решения Loctite их вообще не содержат.

Без этих клеев был бы невозможен сегодняшний «зеленый» поворот в архитектуре, объяснили нам в Дюссельдорфе. Эти удивительные субстанции позволяют надежно крепить деревянные балки и бревна и возводить из дерева даже многоэтажные здания (самый известный пример — 18-этажное студенческое общежитие в Ванкувере).

Благодаря клеевым решениям архитекторам удается возводить монументальные и в то же время гармонично дополняющие природный ландшафт конструкции — такие, как знаменитая «тропа среди крон деревьев» Некерталь в Швейцарии или швейцарское же здание слоновьего вольера в зоопарке Цюриха. Не содержащие токсичных растворителей, клеи Loctite для дерева сохраняют свойства древесины — и одновременно делают ее надежной, как бетон. В Henkel надеются, что в ближайшем будущем благодаря их разработкам дерево сможет если не заменить бетон, то составить ему достойную «зеленую» альтернативу.

Железная тяга

Несмотря на то, что в Henkel c большей охотой говорят об экологии, чем о своих супер-клеях, компании есть чем похвастаться. Хотя бы экспериментом 2017 года, в котором три грамма универсального клея Loctite HY 4070 сумели удержать 208-тонный грузовой состав.

Эффектную демонстрацию провели на железнодорожном вокзале Дюссельдорфа. Три грамма клея Loctite из специального шприца нанесли на толстую металлическую пластину, которую затем привинтили к вагону и приклеили к другой такой же пластине. Подождали полчаса, и поезд тронулся — а вместе с ним и приклеенный намертво 208-тонный состав.

Понравилась статья?
Самые интересные новости из мира науки: свежие открытия, фотографии и невероятные факты у вас на почте.
Спасибо.
Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.