Klej to substancja, dzięki której można bez obróbki termicznej i mechanicznej trwale połączyć różne elementy.
Z praktycznego punktu widzenia klejenie jest prostą czynnością. Bierzemy dwa elementy, które chcemy trwale połączyć, pokrywamy je warstwą kleju, dociskamy i czekamy aż klej wyschnie tworząc trwałą spoinę.
Z naukowego punktu widzenia sprawa jest jednak bardziej złożona. W wyniku procesu klejenia powstaje spoina, która wygląda mniej więcej tak:
|||||||||| - klejony materiał A
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ - powierzchniowa warstwa materiału A w którą wniknął klej
ZZZZZZZZZZ - warstwa samego kleju
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ - powierzchniowa warstwa materiału B w którą wniknął klej
||||||||||| - klejony materiał B
Przy niektórych klejach może się zdarzyć, że nie ma warstwy samego kleju, bo obie powierzchnie materiału stykają się bezpośrednio. W zasadzie nie spotyka się klejów, które w jakiś sposób nie wnikają w klejony materiał, gdyż takie spoiny byłyby bardzo słabe.
Na odporność mechaniczną klejonej spoiny mają wpływ cztery czynniki:
rodzaj i siła chemicznego oddziaływania kleju z klejonymi powierzchniami - jeśli klej reaguje chemicznie z podłożem tworząc z nim wiązania chemiczne to taka spoina jest zazwyczaj bardziej wytrzymała niż w przypadku klejów, które tylko wnikają w klejoną powierzchnię -jednak większość klejów uniwersalnych nie reaguje bezpośrednio z podłożem, gdyż nie ma związków chemicznych które potrafią reagować ze wszystkim.
głębokość penetracji klejonego materiału przez klej - oczywiście czym większa tym lepiej, ale jeśli klej penetruje zbyt głeboko to może zniszczyć strukturę samego klejonego materiału. Głębokość penetracji można też zwiększać zwiększająć chropowatość powierzchni klejonego materiału. Materiały bardzo gładkie (np. szkło) jest zwykle bardzo trudno skleić.
wytrzymałość mechaniczna samej warstwy kleju - to ma oczywiście znaczenie tylko w przypadku tych klejów, które taką warstwę tworzą, zależy ona oczywiście od struktury chemicznej kleju.
kształ i rozmiar całej spoiny - czym większa powierzchnia spoiny i bardziej nieregularny jej kształ tym staje się ona mocniejsza.
Ze względu na mechanizm klejenia, kleje można podzielić na:
kleje rozpuszczalnikowe - kleje te wnikają głęboko w materiał powodując ich napęcznienie i częsciowe rozpuszczenie. Po połączeniu klejonych elementów i dociśnięciu spoiny powierzchnie klejonych materiałów nawzajem się przenikają po czym rozpuszczalnik paruje pozostawiając trwałą spoinę bez warstwy samego kleju. Kleje rozpuszczalnikowe stosuje się do klejenia tworzyw sztucznych.
kleje oparte na polimerowych żywicach - kleje te nie wnikają zbyt głęboko w materiał, mają one jednak silne powinowactwo chemiczne do klejonego materiału a warstwa samego wyschniętego kleju jest bardzo odporna mechanicznie. Kleje te stosuje się do "trudnych" do sklejenia materiałów - takich jak metale, szkło itp, które trudno jest skleić klejami penetrującymi materiał. Przykłady takich klejów to np. kleje epoksydowe.
kleje mieszane - składają się one z żywicy wymieszanej z rozpuszczalnikiem, który może penetrować klejony materiał - żywica wraz z rozpuszczalnikiem wnika głęboko w klejony materiał, więc nie musi mieć ona tak silnego powinowactwa chemicznego z klejonym materiałem. Kleje mieszane są najbardziej rozpowszechnione i są one stosowane do klejenia "łatwych do sklejenia" materiałów porowatych takich jak guma, papier, skóra itp. Przykładem takiego kleju jest np. butapren lub guma arabska.
Szczególnym rodzajem klejów mieszanych są kleje składające się z żywicy polimerowej rozpuszczonej w monomerze, który w pierwszym etapie zachowuje się jak rozpuszczalnik, potem jednak nie paruje lecz ulega kopolimeryzacji z żywicą tworząc jedną usieciowaną strukturę. Takie kleje działają szybko i są dość uniwersalne - przykładem takiego kleju jest np. cjanopan (sławny "superglue").
Zobacz też: zaprawa (budownictwo).