| Букинист. | Алфавитный каталог. | Тематический каталог. |
Клеи и склеивание.
М.С. Тризно, Е.В. Москалев.
Издательство ХИМИЯ. 1980 г. 120 стр. 9 табл. 26 рис.
Рассмотрены различные типы клеев на основе полимерных композиций и технологические приемы склеивания ими разнообразных материалов. Даны рекомендации по выбору клеев и оптимальных режимов склеивания. Особое внимание уделено контролю качества и ремонту клеевых соединений, методам испытания, в том числе неразрушающему контролю. Рассмотрены вопросы техники безопасности при работе с клеями.
Предназначается в качестве пособия для профессионально-технического обучения и повышения квалификации рабочих и мастеров, занятых переработкой полимерных материалов.
ВВЕДЕНИЕ.
Склеивание различных материалов синтетическими полимерными клеями значительно расширяет возможности применения пластмасс. Синтетические клеи — это своеобразные расплавы или растворы полимерных композиций, и поэтому склеивание по праву относится к технологии переработки пластмасс. С другой стороны, склеивание — это прогрессивный метод соединения различных деталей из металлов и неметаллических материалов, применяющийся во всех отраслях народного хозяйства и обеспечивающий прогресс этих отраслей (например, создание многослойных материалов, сотовых конструкций, труб, пространственных инженерных сооружений и др.). Основное преимущество склеивания заключается и том, что оно не ухудшает механических свойств соединяемых элементов, их внешнего вида. С высокой прочностью и надежностью можно склеивать изделия большой площади, и большое число малых элементов.
Все возрастающий спрос на полимерные клеи объясняется рядом преимуществ клеевых соединений по сравнению с механическими, сварными, паяными и др. Применение клеев повышает надежность конструкций, снижает их массу, обеспечивает герметичность швов. Производство и потребление клеев из года в год увеличивается в связи с возникновением новых областей их применения. В дальнейшем предусматривается постоянное увеличение выпуска клеев и широкое применение их в машиностроении, строительстве, в быту и т. д. Будет создан большой ассортимент клеев с заданными свойствами, отвечающих требованиям современной техники.
Накопленный опыт доказывает возможность эксплуатации клеевых соединений в различных условиях. Например, в автомобильной промышленности клеи применяют вместо заклепок, для приклеивания фрикционных накладок к тормозным колодкам. Клеевое соединение выдерживает повышенные температуры (до 250°С), воздействие воды, бензина и масел, что позволяет увеличить срок эксплуатации фрикционных накладок на 50—60%. При сборке автомобилей для крепления резьбовых соединений широко применяют специальные анаэробные клеи. Стекла для автомобилей изготовляют путем склеивания двух силикатных стекол поливинилбутиральной клеевой пленкой. Таким образом получают так называемые триплексные стекла. В случае аварии такое стекло растрескивается, но не разлетается на осколки.
Развитие авиации и космической техники невозможно представить без применения синтетических клеев. Клееные сотовые и слоистые конструкции получили применение в самолетостроении и в ракетно-космических системах. К применяемым клеям предъявляют высокие требования, так как они должны обеспечить достаточную прочность при температурах от -185 до +260°С. Самолет состоит более чем наполовину из клееных конструкций; это позволяет уменьшить его массу за счет исключения большого числа крепежных элементов. Наилучшими для этой области техники оказались модифицированные эпоксидные и кремнийорганические клеи (см. с. 12 и 20).
Применение склеивания в машиностроении и приборостроении позволяет в ряде случаев повысить производительность труда, сэкономить дорогостоящие материалы и добиться повышения надежности изделий. При изготовлении инструментов из твердых сплавов или синтетических сверхтвердых материалов применение склеивания модифицированными эпоксидными и фенольными клеями вместо пайки и сварки на 30—40% снижает расход твердых сплавов и на 50—60% — расход быстрорежущих сталей. Кроме того, склеивание повышает стойкость инструмента в 1,5—4 раза и улучшает качество обработанной поверхности.
Для заделки дефектов металлического литья, ремонта различных машин и оборудования применяют эпоксидные клеевые композиции холодного и горящего отверждения. В производстве приборов для крепления узлов и деталей применяют клеи типа БФ или Циакрин. Токопроводящие клеи могут быть использованы вместо пайки и сварки для соединения элементов электрических цепей.
Некоторым областям техники требуются клеевые материалы, способные отверждаться в неблагоприятных погодных условиях, например в дождь, под водой. Они нужны для ремонта металлических, деревянных и пластмассовых изделий в полевых условиях или находящихся в плавании судов. Для этого выпускаются специальные эпоксидные клеи холодного отверждения. Применение этих клеев для ремонта конструкций корпусов судов, настилов палуб, надстроек и систем трубопроводов позволяет получить экономический эффект около 160 тыс. рублей в год. Одним из крупнотоннажных потребителей клеев является строительство. Разнообразные клеевые композиции используют для создания клееных конструкций из дерева, металла, пластмасс, что позволяет ускорить процесс строительства. В настоящее время построено около сотни мостов через реки, элементы конструкций которых склеены с помощью синтетических клеев.
Итак, путем склеивания создается неразъемное соединение разнородных материалов или разных деталей из однородного материала. Прочность соединения определяется адгезией клея (адгезива) к склеиваемым материалам. Под адгезией понимают возникновение связи между приведенными в контакт склеиваемыми поверхностями. Если прижать друг к другу две пластинки из какого-нибудь материала, то из-за неровностей на поверхности соприкосновение тел будет наблюдаться лишь в отдельных точках, и адгезия между пластинами будет мала. Клей, заполняя неровности между склеиваемыми поверхностями, способствует образованию адгезионных связей. Прочность этих связей зависит не только от клеевой композиции, но и от структуры и состояния склеиваемых материалов.
Синтетический клей обычно состоит из связующего — основы клея, которое представляет раствор или расплав определенного полимера, наполнителя и ряда добавок. Иногда такая клеевая композиция поставляется в виде пленки или порошка.
Процесс формирования клеевого шва протекает при определенных для каждой марки клея технологических параметрах склеивания (температура, давление, время выдержки).
Типовой технологический процесс склеивания включает следующие операции; подготовку склеиваемых поверхностей; нанесения клея; формирование клеевого шва; контроль склеенных элементов.
Процесс необходимо проводить с соблюдением правил техники безопасности, отраженных в технической документации. Рабочий, осуществляющий процесс склеивания, получает технологическую карту с подробным указанием всех операций.
Необходимо отметить, что собственно склеиванию (в лабораторных или производственных условиях) должен предшествовать обоснованный выбор клея. Эту задачу выполняет инженер-технолог на основе требований, предъявляемых к прочности соединяемых деталей. Рабочий должен иметь представление об особенностях клеев, методике выбора клея и факторах, влияющих на прочность склеиваемого соединения.
Из книги:
КЛАССИФИКАЦИЯ, ТИПЫ И НАЗНАЧЕНИЕ КЛЕЕВ.
Клеи классифицируют по следующим основным признакам: клеевой основе, консистенции, температуре склеивания.
По клеевой основе клеи разделяют на органические и неорганические. Первые в свою очередь могут быть природные: животного (глютиповые, казеиновые, альбуминовые) или растительного (крахмал, натуральный каучук) происхождения; синтетические, полученные химическими методами – поликонденсацией, полимеризацией или реакциями в цепях полимеров. Если основа клеев неорганическая, например цемент, гипс, растворимое стекло, то такие клеи называются неорганическими. Смешанные клеи получают при одновременном использовании органических и неорганических связующих. Например, клей, содержащий мочевиноформальдегидный олигомер и растворимое стекло, является смешанным.
По консистенции клеи могут быть твердыми – в виде кусков, прутка, пленки, гранул или порошка; пастообразными; жидкими – в растворах или дисперсиях.
По отношению к температуре склеивания клеи делятся на термореактивные термопластичные. Термореактивные клеи могут быть однокомпонентными. Они образуют клеевой шов при отверждении под действием повышенных температур. Двух- или много компонентные термореактивные клеи отверждаются под действием катализатора или отвердителя при нормальной или повышенной температуре.
Как известно, термореактивные смолы в результате химических реакций отверждаются, превращаются в трехмерные сшитые твердые вещества. При нагревании они не плавятся, в растворителях не растворяются, а при перегревании разлагаются. К таким смолам относятся эпоксидные, полиэфирные, фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные, полиуретановые, кремнийорганические и др. Они обладают невысокой молекулярной массой (200—6000), и поэтому их называют олигомерами.
Термопластичные клеи могут быть в виде раствора. Они образуют клеевую пленку вследствие выделения из раствора воды или растворителей. Тормопластичные клеи в виде дисперсий становятся твердыми вследствие всасывания воды в подложку. К термопластичным относят также клеи-расплавы, которые склеивают после охлаждения склеиваемых друг с другом деталей до температуры ниже температуры размягчения клея.
Клеи на основе термопластичных полимеров, как правило, имеют большую молекулярную массу (выше 10000), при нагревании размягчаются, становятся вязкотекучими, а при охлаждении переходят в твердое состояние практически без изменения первоначальных свойств. К ним относятся, как известно, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, полиамиды, полиметилметакрилат и др. Термопласты, используемые для клеевых составов, приводятся ниже.
По температуре склеивания клеи подразделяют на клеи холодного (от 0 до 25°С), умеренного (от 25 до 100°С) и горячего (от 100 до 250°С) отверждения. При этом в каждую группу могут попасть как термореактивные, так и клеи на основе термопластичных полимеров и эластомеров.
По отношению к воде или внешним воздействиям клеи разделяются на неустойчивые, кратковременно устойчивые, устойчивые.
СОДЕРЖАНИЕ.
Классификация, типы и назначение клеев.
Технология склеивания.
Методы испытания клеевых соединений.
Пути повышения качества клеевых соединений.
Техника безопасности.
Приложение 1. Пример типового технологического процесса склеивания деталей клеем типа БФ.
Приложение 2. Технологическая карта подготовки поверхности металлов к склеиванию.
Приложение 3. Свойства веществ, используемых при склеивании.
Приложение 4. Основные характеристики и области применения некоторых клеев.
|
|