Gom: natuurlike en sintetiese kleefstowwe
Hoe natuurlike en sintetiese kleefstowwe ons wêreld aanmekaarhou…
— die klewerige waarheid
Nog altyd gedink jy weet presies hoekom gom dinge so stewig aanmekaar vaslym? Die antwoorde op sulke "simpel" vrae is baiemaal glad nie so eenvoudig as wat 'n mens sou reken nie…
AAR is baie vrae wat 'n mens kan stel oor die mees gewone dinge in die wêreld om ons—vrae oor verskynsels wat ons almal as vanselfsprekend aanneem. 'n Mens sou dink die antwoorde daarop is doodeenvoudig en voor die hand liggend. Een só 'n vraag is: Hoekom laat gom dinge blywend aanmekaar vassit?
Maar sulke vrae is dikwels glad nie so eenvoudig as 'n mens mooi daaroor nadink nie. Dit help nie om te sê dis omdat gom klewerig is nie. Heuning of suikerstroop is immers ook klewerig, maar jy sal laf wees as jy byvoorbeeld 'n prentjie met behulp van heuning of stroop in 'n boek wil inplak!
Tog het wetenskaplikes al die raaisel van gomme vir ons opgelos deur met betreklik maklike verklarings vir die kleefvermoë van hierdie soort stowwe vorendag te kom. Gegomde dinge kleef doodeenvoudig aanmekaar vas omdat die gom hulle as't ware aanmekaar "vassweis". Hoe dit gedoen word, hang van die soort gom en die tipe materiale af.
Die oppervlakke van baie soorte materiaal—soos papier, houtplanke en vele meer—is eintlik hoegenaamd nie so glad soos hulle op die oog af lyk nie, maar vol piepklein gaatjies, gleufies en barsies. 'n Mens kan dit duidelik sien as jy sulke stowwe deur 'n mikroskoop bekyk. In sy vloeibare toestand vul die gom daardie openinkies op en bou 'n brug tussen twee oppervlakke. Hierna verhard die gom sodat die saamvoeging blywend word.
Paddagom kan dalk knieë herstel
'N KLEWERIGE bestanddeel op die vel van paddas kan gebruik word om beskadigde
menslike kniegewrigte te herstel, reken wetenskaplikes. Australiese navorsers het reeds geskeurde kraakbeen op die knieë van tien skape reggemaak met hierdie natuurlike gom, wat paddas gebruik om insekte mee te vang.
Volgens hulle is dit baie sterker as die mediese hegmiddels wat tans gebruik word. Die gom word deur twee spesies van dolwende Australiese paddas uitgeskei wat 'n meter onder die grond lewe. Hulle kom slegs boontoe wanneer dit sterk reën en is dan kwesbaar vir aanvalle deur insekte. Om hulself te beskerm skei hulle 'n gom af wat die kake van die bytende insekte as 't ware aanmekaar laat vaskleef. Die insekte wat aan hul vel vassit, word dan later opgevreet.
Biologiese gomtipes is in die reël te swak om daardie dele van die menslike liggaam te herstel wat sterk kragte en rinnewasie moet verduur. Tog het die paddagom die beskadigde kraakbeen in die skape goed bymekaar gehou.
Klik hier vir volledige berig van BBC News (maak oop in 'n nuwe venster as jy aan die internet gekoppel is)
Maar dit kan ook gebeur dat die molekules op die oppervlakke van voorwerpe verstrengel raak met die molekules van die gom—wat weer vir ander soorte aaneenhegtings sorg. Vlugtige kleefstof los byvoorbeeld twee verskillende plastiek-oppervlakke op sodat hulle versag en aanmekaar vassit—net om weer te weer te verhard en 'n blywende binding in die plastiek te vorm nadat die kleefmiddel verdamp het.
Daar is 'n groot menigte verskillende soorte kleefmiddels. Selfs nie-organiese stowwe soos bou-sement kan as "kleefmiddels" beskou word—dit hou mos darem bakstene stewig bymekaar—maar in die gewone sin van die woord is kleefstowwe organiese dinge soos gomme en harse, wat sowel natuurlik as sinteties kan wees.
Natuurlike kleefstowwe is reeds in die Oudheid deur die mens gebruik. Die eerste kleefstowwe was verskillende soorte plantgom en -harse. Argeoloë het 6000 jaar oue keramiekhouers gevind wat gebreek was en met planthars herstel is. Amerikaanse Indiane in wat tans die oostelike deel van die Verenigde State is, het 'n mengsel van spardennegom en vet as 'n kleefmiddel gebruik.
Egiptiese sneewerke wat na berekening 3300 jaar oud is, toon dat 'n dun stuk fineer vasgelym is aan iets wat na 'n sekere soort houtplank lyk. Papirus, die voorloper van moderne papier, het vesels van rietagtige plante bevat wat met meeldeeg saamgebind is. Asfalt, soorte boompik en byewas is in antieke en Middeleeuse tye vir verseëling en as kleefstowwe gebruik.
Houtvoorwerpe is saamgeheg met die gom wat van visse, horings en kaas verkry is. Die tegnologie van diere- en vis-gomsoorte het in die agttiende eeu ontwikkel en in die negentiende eeu is semente in gebruik geneem wat op rubber en nitrosellulose gegrond was.
Maar dit was eers in die twintigste eeu dat die tegnologie van kleefstowwe met rasse skrede vooruitgegaan het. Natuurlike kleefstowe is verbeter en baie sintetiese stowwe wat deur chemici ontwikkel is, het die natuurlikes verdring.
Die vinnige vooruitgang in die lug- en ruimtevaartbedryf het die tegnologie van kleefstowwe ook geweldig beïnvloed. Die behoefte aan supersterk en uiters weerstandbiedende stowwe in die lugruim en die buitenste ruimte, het tot die ontwikkeling van talle nuwe soorte stowwe gelei wat mettertyd ook baie nuttig deur ons aardgebondenes aangewend kon word. Só het kunshars-kleefstowwe soos die epoksiharse in vele opsigte die tradisionele soorte kleefstowwe vervang.
Maar darem lank nog nie heeltemal nie. Die verskillende soorte gom—natuurlik sowel as sinteties—word hieronder van naderby bekyk.
A) Natuurlike soorte gom
NATUURLIKE kleefstowwe kom van plante of diere. Baie mense sal kan vertel hoe hulle heel dienlike gom verkry het deur huishoudelike stysel met kookwater te "blus" of desnoods dalk selfs die hars van sekere bekende boomsoorte soos die soetdoring te gebruik. Daar is egter ook nog baie ander kleefstowwe in die natuur. Die belangrikste natuurlike produkte is:
Soorte natuurlike plantaardige gom sluit in akasiagom, wat verkry word van akasiabome wat opsetlik beskadig word sodat die gom daaruit kan sypel. Nog só 'n uitsypelende stof is "boommelk" of natuurlike lateks, wat in die gomlastiekbedryf van die egte rubberboom verkry word (nie die soort rubberboom wat in baie van ons tuine groei nie, hoewel dié ook lateks bevat).
Styselgom (ook dekstrien genoem) word uit aartappels, mielies, koring of rys verkry en dié stysel-ekstrakte sorg wêreldwyd vir die vernaamste plantaardige kleefstowwe. Hulle word nuttig aangewend in die verpakkingsbedryf en onder meer ook om plakpapier aan mure vas te lym.
Met dieregom word gewoonlik dié soorte kleefstof bedoel wat van die kollageen van soogdiere berei is. Kollageen is 'n proteïen en die hoofbestandeel van bindweefsel. Dit word uit die velle, beendere en spiere van die diere verkry.
Die kollageen is normaalweg onoplosbaar, maar los stadig op indien dit in sure, alkalieë of warm water gedompel is. Die gevomde produk staan in sy suiwer vorm as gelatien en in sy donkerder, onsuiwerder vorm as dieregom bekend.
Onder die tradisionele gebruike van dieregom is die las van hout, die bind van boeke en dies meer. Hoewel dit nog altyd 'n goeie kleefstof geblyk het, is dit reeds in 'n groot mate deur sintetiese kleefstowwe vervang.
Kaseïen is die hoofbestanddeel van die eiwit in soogdiermelk. Kaseïengom word berei deur kaseïen in 'n waterige alkaliese oplosmiddel op te los. Kaseïengom se vogweerstand en duursaamheid is in die reël beter as dié van dieregom. Kaseïen word ook gebruik om die kleefvermoë van verwe te verbeter.
Hierdie soort gom word van die eiwit in bloedwei gemaak. Dit word óf van vars dierebloed verkry óf van gedroogde oplosbare bloedpoeier waarby water gevoeg is. 'n Groot aantal gomprodukte wat uit bloed berei word, word in die laaghoutbedryf gebruik.
B) Sintetiese kleefstowwe
AS daar een Suid-Afrikaanse maatskappy is wat baanbrekerswerk met kleefstowwe gedoen het, is dit Pratley (Edms.) Bpk. van Factoria, Krugersdorp, in Gauteng. Een van sy produkte, "Pratley Putty", is byvoorbeeld die enigste Suid-Afrikaanse produk wat destyds saamgegaan het maan toe. Vandag dink ons nog aan Pratley-produkte as supersterk semente en kleefstowwe wat "gebou is om te klou"!
Hoewel natuurlike kleefstowwe goedkoper verkry kan word, is die belangrikste kleefstowwe dan ook vandag sinteties. Dié wat op kunsharse en kunsrubbers gegrond is, is besonder sterk en uitmuntend veelsydig. Party sintetiese kleefstowwe, soos die epoksiharse, is sterk genoeg om in konstruksies in die plek van sweising of klinkwerk gebruik te word.
Wat kunsstowwe so gewild help maak, is dat hulle sonder onderbrekings in die produksie en van konstante gehalte vervaardig kan word. Hulle is nie onderhewig aan die seisoene en die reënval soos byvoorbeeld plantaardige produkte nie. Op die koop toe kan hulle op baie maniere getemper en geplooi word om die beste eienskappe vir 'n bepaalde aanwending te verkry.
Om die vervaardiging van al die verskillende soorte sintetiese kleefstowwe volledig te bespreek, kan so tegnies raak dat die deursnee-leser bes moontlik weinig erg daaraan sal hê. Ter wille van 'n oorsigtelike beeld moet minstens die volgende twee hoofsoorte egter kortliks genoem word:
Kontakkleefstowwe of -semente word gewoonlik aan altwee oppervlakke aangewend wat saamgevoeg moet word. Hulle word grootliks in die montering van motors, in meubelvervaardiging en die leergoederebedryf gebruik. Plastiekstowwe word doeltreffend hiermee vasgelym.
ii) Strukturele kleefstowwe
Dit is kleefstowwe wat in die reël duursaam en weerstandbiedend is, terwyl hulle ook hitte en oplossende stowwe goed kan weerstaan. Die meeste kan in een van 'n sestal kategorieë ingedeel word:
epoksiharse, wat baie sterk is en goed teen hitte en oplossende stowwe bestand is;
silikone, wat buigbaar is, die weersomstandighede buite goed verduur en goeie verseëling bied.
poli-uretane, wat plooibaar is en skok en tamheid kan verduur;
akriele, 'n veelsydige groep kleefstowwe wat met olierige oppervlakke verbind, vinnig verhard en goeie globale eienskappe het;
anaërobe, wat nuttig is vir die saamvoeging van sekere metaaldele en silindriese vorms;
sianoakrilate, wat vinnig aan plastiek en rubber kleef, maar beperkte weerstand teen die temperatuur en vog bied.
Elk van hierdie kategorieë kan aangepas word vir die vervaardiging van 'n hele reeks kleefstowwe met verskillende fisiese en meganiese eienskappe en aanwendingsmoontlikhede.
MET soveel kleefstowwe op die mark, kan dit nogal 'n taai tameletjie wees om presies te weet wát 'n mens wáár moet gebruik. Dog epoksihars is waarskynlik die beste veelsydige kleefstof. Dit sal enige twee oppervlakke aanmekaar laat kleef en is duursaam.
Maar hoe lyk die toekoms van gom en kie.? Wetenskaplikes wat lank dronkgeslaan is deur die vermoë van geitjies om teen die gladste gepoleerde glasmure uit te skarrel, het vasgestel dat hulle miljoene mikroskopiese haartjies aan hul pote het. Dit stel hulle in staat om aan sulke gladde oppervlakke te kleef—sonder die hulp van suigkrag, klewerige uitskeidings, elektrostatiese kragte, wrywing of Velcro-agtige ineensluitings. Maar hoe?
Volgens die wetenskaplikes gebruik hierdie klein reptiele heel waarskynlik kragte wat Van der Waals-kragte genoem word om molekulêre verbindings te vorm tussen die mikroskopiese haartjies en die oppervlak waarop hulle loop. Die bindkrag is so sterk dat een enkele haartjie in al die miljoene 'n mier se gewig sou kon kan dra.
Daarmee is die deur vir chemiese ingenieurs geopen om dalk nog eendag met 'n nuwe werklik wondersterk gom vorendag te kom. Dan hoef ons nie langer die holruggeryde uitdrukking te gebruik van iets wat soos klits aan 'n wolkous kleef nie. Dan kan ons byvoorbeeld sê dit kleef soos geitjie-gom aan enigiets!