Требования предявляемые к клеям, классификация клеев, свойства клеевых соединений деталей.
ОТВЕТ. Требования, предъявляемые к клеям: высокая адгезия к поверхности обеих склеиваемых материалов и высокая когезия частиц самого клея; эластичность и механическая прочность; коррозионная неактивность; нетоксичность; сопротивление старению; хорошие электроизоляционные свойства; трибостойкость; водостойкость и атмосферостойкость; маслостойкость и бензостойкость; большая жизнеспособность и длительный срок храпения; технологичность (склеивание при невысоких температурах, малых давлениях и в короткие сроки); способность обеспечивать герметичность соединения.
Рис. 9.17. Конструкции клеевых соединений
Состав клеев:
пленкообразующие — основа клееного слоя (термореактивные и термопластичные смолы, каучуки и эфиры целлюлозы);
растворители — для получения клея определенной вязкости (органические растворители и мономерные вещества);
отвердители — для получения твердой нерастворимой термостабильной пленки (перекись бензола, гексаметилендиамин, керосиновый контакт и др.);
наполнители — для уменьшения усадки клеевой пленки и повышения теплостойкости (цемент, алюминиевая пудра, графит и др.);
пластификаторы — для повышения эластичности пленки (дпбутнл-фталзт и др.);
стабилизаторы — для сохранения консистенции клеев или их клеящих свойств.
Классификация клеев. Клеи классифицируют по пленкообразующим, типу отверждения и по состоянию.
По составу пленкообразующих принято различать клеи на основе:
термопластичных смол (полиметилметакриловые, полпетирольпые, перхлорвипиловые и др.);
термореактнвных смол (фенолыюформальдегидпые, эпоксидные, кремнийорганнческие и др.);
каучуков (натуральных, нитрильных и др.);
эфиром целлюлозы (нитроцеллюлозные и др.).
По типу отверждения различают клеи холодного (88Н, ВИАМБЗ, К-153 и др.) и горячего (БФ, ВК-32-200 и др.) отверждения;
По состоянию различают:
жидкие клеи: растворы пленкообразующих (на основе фенольно-формальдегидных, перхлорвиниловых и других смол);
расплавы пленкообразующих (на основе полиэпоксидных, полиэфирных и других смол);
частично полимеризованные мономеры (мономер полиметилметакрилата, карбинольный сироп и др.);
твердые, клеи: твердые клеящие бруски и порошки (эпоксиды);
клеящие ленты или пленочные клеи (ленты на основе клеев БФ, ВK-32-200 и др.);
липкие ленты и плёнки (на основе полиизобутеленов, полистирола и т. д.).
Наибольшее распространение имеют клеи на основе смол.
Клеи на основе термопластичных смол. Термопластичные смолы представляют собой полимеры с линейной (или разветвленной) структурой молекул. При нагревании они размягчаются. Большинство из них легко растворяется (полистирол, органическое стекло и др.).
Клеи па основе этих смол применяют в виде растворов последних в органических растворителях или в мономерах, и виде начальных продуктов полимеризации, а также в виде клеящих лент и пленок.
Недостатки. Клеевое соединение на основе термопластичных смол при нагревании расклеивается, т. е. является обратимым.
Особенностью клеевых пленок па основе термопластичных смол является то, что, обладая хорошей эластичностью, они имеют относительно невысокую теплостойкость и механическую прочность.
Клеи на основе термопластичных смол применяют главным образом для склеивания неметаллических материалов несилового назначения. Для склеивания металлических изделий, а также пластмасс и резин применяют клеи на основе модифицированных термопластичных смол (клеи МПФ-1, карбинольный и др.).
Клеи на основе термореактивных смол. Термореактивные смолы — такие полимеры, которые в начальной стадии, имея линейную структуру молекул, при нагревании размягчаются и в растворителях растворяются.
При дальнейшем нагревании, облучении или в присутствии отвердителей при комнатной или повышенной температурах происходит изменение структуры их молекул. Из линейной молекулы переходят в пространственно-сетчатую, благодаря чему смолы переходит и неплавкие нерастворимые конечные продукты. Эти смолы обладающие хорошей теплостойкостью и повышенной химической стойкостью; однако одновременно повышается хрупкость.
Для получения клеев термореактивные смолы используют в начальной стадии, когда структура молекул линейная. Эти клеи существуют в виде растворов линейных полимеров в органических растворителях или мономерах; без растворителей, в виде расплава линейных полимеров с отвердителями; в виде мономерных соединений с отвердителями; а также в виде клеящих лент, брусков и порошков.
Перевод клеевых пленок в неплавкое нерастворимое состояние осуществляется под давлением при нагреве или в присутствии отвердителей при нормальной (или повышенной) температуре в течение определенного времени.
Клеевое соединение на основе термореактивных смол является необратимым и обладает повышенной теплоемкостью, химической стойкостью, влагостойкостью, атмосферостойкостыо, прочностью. Эти клеи применяют для склейки металлов, термореактивных пластмасс, силикатных стекол, керамики и других материалов.
Механические свойства клеевых соединений, получаемых при помощи клеев холодного отверждения, ниже (в особенности при повышенной температуре и влажности), чем в случае применения клеев горячего отверждения.
На практике чаще всего применяют клеи на основе модифицированных смол, так как модифицирование улучшает их свойства. Модифицирование их бутваром уменьшает хрупкость, сохраняя положительные качества.
Наполнители (порошок графита, алюминиевую пудру, цемент и т. д). вводят в клей для уменьшения усадки, которая вызывает внутренние напряжения и снижает прочность клеевого соединения. При склеивании материалом с различным коэффициентом линейного расширения (металлы с неметаллами) также возникают внутренние напряжения, снижающие прочность соединения. В этом случае для прочного клеевого соединения необходимо использовать клеи на основе полиэпоксидных, полиэфирных смол, клеи без растворителей, а также клеи, дающие эластичные пленки.