18. novembra 2019
Sekundové lepidlo

Sekundové lepidlo zachraňuje životy

Občas sa stáva, že nejaká časť vojenského vedeckého výskumu sa pretransformuje do absolútne nesúvisiacej veci dennej potreby. Príbeh o vynáleze mikrovlnky pri vývoji radaru pozná skoro každý. Ešte zaujímavejšie to bolo v prípade sekundového lepidla. To bolo objavené pri vojenskom výskume dokonca dvakrát. Potom sa dostalo do každodenného používania a následne ho začala používať aj armáda na úplne iné účely.

Začnime chémiou, ale len veľmi z rýchlika. Existujú nízkomolekulové látky, tzv. monoméry, ktoré sa za určitých podmienok dokážu bez akéhokoľvek odpadu spájať do dlhokánskych molekúl – polymérov – v procese nazývanom polymerizácia. (Jeden z typov polymérov sú aj plasty – umelá hmota.) Medzi často využívané polyméry patria polyakryláty, nachádzajú sa napríklad v náteroch, farbách, či lakoch (aj na nechty). Polymetylmetakrylát je známy ako plexisklo. Akryláty sa pripravujú radikálovou polymerizáciou, ktorá vyžaduje pridanie iniciátora (látky, ktorá reakciu ‘naštartuje‘), zvýšenú teplotu alebo žiarenie.

Potom tu máme skupinu monomérov nazvanú kyanoakryláty. Patria do nej napríklad metyl-2-kyanakrylát, etyl-2-kyanakrylát, butyl-kyanakrylát alebo 2-oktyl-kyanakrylát. Kyanoakryláty majú spoločné to, že na rozdiel od ostatných akrylátov polymerizujú spontánne, ako iniciátor im stačí iba obyčajná vodná para vo vzduchu. Mechanizmus polymerizácie teda nie je radikálový, ale aniónový. Preto sú skvelými lepidlami. Polymerizácia prebieha od miesta kontaktu s vodou (resp. hydroxydovými iónmi OH-), t.j. od povrchu a preto je spoj už po pár sekundách dostatočne pevný, aj keď je úplne ‘vyzretý‘ až po pár hodinách. Najlepšie lepia povrchy, ktoré sú aspoň trocha vlhké.

Pary, ktoré sa z kyanoakrylátov uvoľňujú pred ich polymerizáciou, sú mierne dráždivé, ale nie je to nič hrozné, stačí vetrať. Pri horení pri vyšších teplotách môže z kyanoakrylátov vznikať kyanovodík, ktorý určite dýchať nechceme. Posledná zaujímavosť je, že v prípade, že sa kyanoakryláty dostanú do kontaktu s prírodnými vláknami (vlna, bavlna), tak je polymerizácia natoľko exotermická (uvoľňuje teplo), že môže spôsobiť popáleniny. Je to spôsobené tým, že tieto prírodné materiály obsahujú veľa hydroxylových skupín, takže polymerizácia prebieha veľmi búrlivo. Skúste si niekedy nakvapkať na vatu niekoľko kvapiek sekundového lepidla. Väčšinou dostanete troška bieleho dymu, ale vraj sa tak pri správnom pomere a množstve lepidla a vaty dá založiť aj oheň.

Vráťme sa späť k histórii. Prvýkrát boli kyanoakryláty náhodou objavené počas druhej svetovej vojny v roku 1942 doktorom Harry Cooverom jr. Pracoval spolu so svojím tímom na vývoji priehľadného plastu, ktorý by sa mohol používať do zameriavačov pre stíhačky. Kyanoakryláty spĺňali všetky požiadavky, ale mali niečo navyše, boli pekelne lepkavé a teda v lietadlách nepoužiteľné. Ďalej na nich nepracoval, s výskumom pokračoval iným smerom.

V roku 1951 bol Dr. Coover vedúcim vojenského výskumu, ktorý hľadal tepelne odolný polymér, ktorý by sa používal na prekrytie kabíny vojenských lietadiel. Znova sa aj s kolegom Fredom Joynerom prepracovali k kyanoakrylátom. Znova neboli kvôli lepivosti na pôvodný účel použiteľné, ale tentokrát si uvedomili, aký majú v rukách potenciál. Trvalo to do roku 1958, kedy bolo sekundové lepidlo (v USA známe ako superglue) predstavené verejnosti. Prezentovali ho v televízií, kde len kvapka lepidla stačila na zdvihnutie moderátora zo zeme. V nasledujúcich rokoch začalo lepidlá na báze kyanoakrylátu vyrábať viacero spoločností a úspešne dobyli svet.

Vzhľadom na to, že nešikovní užívatelia zistili, že super fungujú aj na ľudskú kožu, tak k nápadu používať ich namiesto šitia pri chirurgii bol len skok. Americká Správa potravín a liečiv začala posudzovať lepidlá z hľadiska toxicity a bezpečnosti použitia. Ale tento proces nejaký čas trval a medzitým vo vietnamskej vojne zomierali desiatky amerických vojakov na vykrvácanie. Preto boli prípravky na báze kyanoakrylátu distribuované zdravotníkom ešte pred ich oficiálnym schválením. Asi si niekto spočítal, že radšej pacient dostane z kyanoakrylátu otravu, ako by mal zomrieť v džungli. Kyanoakryláty boli rozriedené v rozprašovači a zdravotníci ich používali na prechodné zastavenie krvácania z veľkých otvorených ranách najmä na hrudníku. Zraneného zalepili, naložili do vrtuľníka, previezli do najbližšieho MASH-u, kde ranu vyčistili a zašili klasickým spôsobom.

Nie je to úplne najšťastnejší spôsob zastavovania krvácania, nevýhodou je napríklad uvoľňovanie tepla, prilepenie nečistôt na ranu a potom potreba chemického odstraňovania lepidla. Dnes sa na zastavenie krvácania v boji používajú prípravky podporujúce zrážanie krvi na báze kaolínu, o tých možno nabudúce.

V súčasnosti sa vyrábajú špeciálne sekundové lepidlá lekárskej kvality (2-oktyl-kyanakrylát). Používajú sa napríklad pri operáciách srdca, na prilepenie chlopne, ale využitie nájdu aj v stomatológii.

Mnohé príručky prežitia odporúčajú sekundové lepidlá na použitie pri rôznych rezných ranách atď. Postup by mal byť nasledovný: ranku opláchnuť od krvi, okraje pri reze čo najviac pritiahnuť k sebe a povrch pretrieť lepidlom. Výrobcovia lepidiel pre domácnosť to z opatrnosti neodporúčajú. Ja som to neskúšal, vraj to štípe a páli ako čert. Ale napr. v okruhu nožiarov, ktorí sa pri výrobe noža porežú každú chvíľu, je to najpoužívanejšia súčasť lekárničky.

Dr. Coover za svoju dlhú kariéru zaznamenal okrem sekundového lepidla dokopy úctyhodných 460 patentov a v roku 2010 dostal od prezidenta Obamu vyznamenanie – National Medal of Technology and Innovation.

[Thibir]

PS: Za kontrolu a pomoc s polymérovou časťou ďakujem Anne

PS2: Ďakujeme za zdieľanie!

– – –

https://cs.wikipedia.org/wiki/Kyanoakrylát

https://en.wikipedia.org/wiki/Cyanoacrylate

http://petr-kubac.blog.cz/1401/chemie-pro-silence-3-kyanoakrylat

https://www.warhistoryonline.com/history/history-of-the-super-glue.html

https://www.cedesa.co.uk/who-invented-superglue.html

https://web.archive.org/web/20120308151348/http:/www.cornellsun.com/section/news/content/2010/10/26/alumnus-who-invented-super-glue-wins-national-medal-technology-and-i

Pridaj komentár