Связующее вещество или связующий агент — это любой материал или вещество, которое удерживает или стягивает другие материалы вместе, образуя единое целое механическим, химическим путем, посредством адгезии или когезии .
В более узком смысле, связующие вещества — это жидкие или тестообразные вещества, которые затвердевают под воздействием химического или физического процесса и связывают волокна, наполнительный порошок и другие частицы, добавленные в них. Примерами являются клей , адгезив и загуститель .
Примерами механических связующих веществ являются связующие камни в каменной кладке и анкерные балки в деревянных каркасах.
Связующие вещества условно делятся на органические ( битумы , животные и растительные клеи , полимеры ) и неорганические ( известь , цемент , гипс , жидкое стекло и т. д.). Они могут быть как металлическими, так и керамическими, а также полимерными в зависимости от природы основного материала. Например, в соединении WC-Co (карбид вольфрама, используемый в режущих инструментах) Co является связующим веществом для частиц WC.
В зависимости от химической стойкости вяжущие классифицируются по области применения: негидравлические ( гипс , воздушные цементы, магнезиальные , гашеная известь ), гидравлические ( романцемент , портландцемент , гидравлическая известь ), кислотостойкие ( фторкремниевый цемент, кварцевый цемент) и автоклавируемые (твердеют при температуре 170-300°С, т.е. давлении 8-16 атм и включают, например, материалы CaSiO3 ).
Некоторые материалы, маркируемые как связующие, такие как цемент, имеют высокую прочность на сжатие , но низкую прочность на растяжение и должны быть армированы волокнистым материалом или арматурой, если будут применяться силы растяжения и сдвига.
Другие связующие вещества, такие как смолы, могут быть жесткими и, возможно, эластичными, но не могут выдерживать ни сжимающую , ни растягивающую силу. Прочность на растяжение значительно повышается в композитных материалах, состоящих из смолы в качестве матрицы и волокна в качестве армирования. Прочность на сжатие может быть повышена путем добавления наполнителя .
Связующие вещества удерживают вместе пигменты и иногда наполнитель для образования красок , пастели и других материалов, используемых для художественной и утилитарной живописи. Материалы включают воск , льняное масло , натуральные смолы, такие как гуммиарабик или трагакантовая камедь , метилцеллюлозу или белки, такие как яичный белок или казеин . Клей традиционно изготавливается путем кипячения копыт, костей или кожи животных, а затем смешивания твердого желатинового остатка с водой. Связующие вещества на основе натуральной смолы изготавливаются из веществ, извлеченных из растений. [1] Большие количества сухого вещества добавляются к жидким связующим веществам для отливки или моделирования скульптур и рельефов . [2]
В кулинарии в качестве связующих веществ используются различные съедобные 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 бетон использует цемент в качестве связующего. Асфальтовое покрытие использует битумное связующее. Традиционно солома и натуральные волокна используются для укрепления глины в глинобитном строительстве и в строительных материалах из самана , которые в противном случае стали бы хрупкими после высыхания. Песок добавляется для улучшения прочности на сжатие, твердости и уменьшения усадки. Связующее свойство глины также широко используется для изготовления формованных изделий (например, горшков и ваз) или для связывания твердых деталей (например, кирпичей).
В композитных материалах распространены эпоксидные, полиэфирные или фенольные смолы. В армированных углерод - углеродом пластиковых или пековых смолах в качестве источника углерода, выделяющегося при пиролизе , используется смола . В транзите , гипертуфе , бумажном бетоне и петекрите в качестве связующего используется цемент .
В качестве связующих для пластичных взрывчатых веществ часто используют воск или полимеры , такие как полиизобутилен или стирол-бутадиеновый каучук . Для полимерно-связанных взрывчатых веществ используются различные синтетические полимеры .
В ракетном топливе сополимер полибутадиена и акрилонитрила использовался в 1960-70-х годах в качестве твердотопливного ускорительного ракетного топлива .
При спекании используются органические связующие вещества, которые распадаются под воздействием 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 формировании краски. [3] Темпера на основе яйца была особенно популярна в Европе со времен Средневековья до начала XVI века. [4] Однако с тех пор связующим веществом для красок стало масло . [5]
