Связующим или связующим является любой материал или вещество , которое удерживает или стягивает другие материалы вместе, образуя единое целое механически, химически, посредством адгезии или когезии .
В более узком смысле связующие представляют собой жидкие или тестообразные вещества, которые затвердевают в результате химического или физического процесса и связывают волокна, порошок наполнителя и другие добавленные в него частицы. Примеры включают клей , клей и утолщение .
Примерами механических связующих являются связующие камни в каменной кладке и связующие балки в деревянном каркасе.
Связующие вещества условно подразделяются на органические ( битумы , клеи животного и растительного происхождения , полимеры ) и неорганические ( известь , цемент , гипс , жидкое стекло и др.). Они могут быть металлическими или керамическими, а также полимерными в зависимости от природы основного материала. Например, в соединении WC-Co (карбид вольфрама, используемый в режущих инструментах) Co представляет собой связующее вещество для частиц WC.
По химической стойкости вяжущие вещества классифицируются по области применения: негидравлические ( гипс , воздушноцементы, магнезия , гашеная известь ), гидравлические ( римский цемент , портландцемент , гидравлическая известь ), кислотостойкие ( кремнийфтористый цемент) . , кварцевый цемент) и автоклавируемые (затвердевают при температуре от 170 до 300°С, т.е. при давлении 8-16 атм, и содержат, например, материалы CaSiO3 ).
Некоторые материалы, обозначаемые как связующие, такие как цемент, имеют высокую прочность на сжатие , но низкую прочность на растяжение , и их необходимо армировать волокнистым материалом или арматурой, если будут применяться силы растяжения и сдвига.
Другие связующие, такие как смолы, могут быть жесткими и, возможно, эластичными, но не могут выдерживать ни сжимающую , ни растягивающую силу. Прочность на растяжение значительно повышается у композитных материалов , состоящих из смолы в качестве матрицы и волокна в качестве армирования. Прочность на сжатие можно улучшить, добавив наполнитель .
Связующие вещества удерживают вместе пигменты, а иногда и наполнители, образуя краски , пастели и другие материалы, используемые для художественной и утилитарной живописи. Материалы включают воск , льняное масло , натуральные камеди, такие как гуммиарабик или трагакант , метилцеллюлозу или белки , такие как яичный белок или казеин . Клей традиционно изготавливают путем кипячения копыт, костей или кожи животных с последующим смешиванием твердого желеобразного остатка с водой. Натуральные связующие на основе камеди изготавливаются из веществ, извлеченных из растений. [1] Большие количества сухого вещества добавляют к жидким связующим для отливки или моделирования скульптур и рельефов . [2]
В кулинарии в качестве связующих веществ используются различные пищевые загустители. Некоторые из них, например мука тапиоки , лактоза , сахароза , микрокристаллическая целлюлоза , поливинилпирролидон и различные крахмалы , также используются в фармакологии при изготовлении таблеток . Связующие вещества для таблеток включают порошок лактозы , порошок сахарозы , крахмал тапиоки (мука маниоки) и микрокристаллическую целлюлозу .
В строительстве зданий в качестве связующего вещества бетона используется цемент . Для асфальтового покрытия используется битумное вяжущее. Традиционно солома и натуральные волокна используются для укрепления глины в глинобитных конструкциях, а также в саманах строительных материалов , которые в противном случае стали бы хрупкими после высыхания. Песок добавляется для улучшения прочности на сжатие, твердости и уменьшения усадки. Связующие свойства глины также широко используются для изготовления фигурных изделий (например, горшков и ваз) или для скрепления цельных деталей (например, кирпичей).
В композиционных материалах распространены эпоксидные , полиэфирные или фенольные смолы . В армированных углерод-углеродных материалах в качестве источника углерода, выделяющегося при пиролизе, используется пластик или пековая смола . Транзит , гипертуф , папербетон и петекрит использовали в качестве связующего цемент .
Во взрывчатых веществах в качестве связующих для пластических взрывчатых веществ часто используются воск или полимеры, такие как полиизобутилен или бутадиен-стирольный каучук . Для взрывчатых веществ на полимерной связке используются различные синтетические полимеры .
В ракетном топливе сополимер полибутадиена и акрилонитрила использовался в больших твердотопливных ракетных топливах 1960-70-х годов .
При спекании используются органические связующие, которые разрушаются под действием тепла во время обжига .
В классическом мире художники использовали такие материалы, как яйцо, воск, мед , известь , казеин , льняное масло или битум, в качестве связующих веществ для смешивания с пигментом , чтобы удерживать частицы пигмента вместе при образовании краски. [3] Темпера на основе яиц была особенно популярна в Европе со средневековья до начала 16 века. [4] Однако с тех пор в качестве связующего для красок используется масло . [5]
