3.3.2 Растворители лаков и красок
Чаще ими служат органические жидкости, легко улетучивающиеся при высыхании пленки. Это скипидар, бензол, дихлорэтан и другие. Растворители применяют для придания лакам и краскам рабочей консистенции.
Иногда в состав поверхностных покрытий добавляют разбавители. Они не могут растворить пленкообразующие вещества, а лишь уменьшают их вязкость (олифы).
3.3.3 Пигменты
Это тонкодисперсные черные, белые или цветные порошкообразные вещества, не растворимые в пленкообразователе. Чаще это оксиды или соли железа, хрома, свинца, кобальта, меди, цинка. Примерами могут служить цинковые (ZnO) или титановые (TiO2) белила, оливково-зеленый оксид хрома Cr2O3.
Пигменты обеспечивают не только цвет, но и долговечность поверхностного покрытия, предохраняют пленкообразователь от разрушения на свету.
Лаки и краски в строительстве используют не только в декоративных целях. Велика их роль в защите различных деталей от коррозии. Некоторые поверхностные покрытия имеют специальное значение. Примером могут быть жароупорные лаки, огнезащитные и антисептические краски для дерева.
3.4 Клеи
Это вещества способные соединять различные материалы. Это возможно за счет образования прочных связей между поверхностью склеиваемых материалов и клеевой прослойкой.
Многие вещества уже издавна люди использовали в качестве разного рода клеев (казеин, альбумин, крахмальный клейстер). Но в настоящее время широко развивается отрасль производства синтетических клеев, изготавливаемых искусственно на основе полимеров или их смесей.
Клеи делят на термопластические, термореактивные и резиновые. Первые образуют связь с поверхностью в результате затвердевания при охлаждении. Охлаждение происходит от температуры текучести до комнатной температуры либо до испарения растворителя. Термопластичный клей готовят из полиакрила, полиамида, поливинилацетата, поливинилхлорида.
Термореактивные клеи образуют связь с поверхностью так же в результате отвердевания. Но особенностью здесь является образование поперечных сшивок (прочных химических связей) между клеем и склеиваемым материалом. Поэтому термореактивные клеи, в отличие от термопластичных, после затвердевания уже не способны размягчаться при повторном нагревании, или растворятся в чем либо. В качестве полимерной основы термореактивных клеев служит фенол- и мочевино-формальдегидные смолы, эпоксидные смолы, полиуретаны, полиэфиры.
Резиновые клеи при использовании подвергают вулканизации – чтобы придать изготовленным из каучука изделиям необходимую прочность и эластичность. Для этого каучук нагревают с серой и образуется вулканизированный каучук. Сам же каучук получается полимеризацией изопрена:
Важнейшими свойствами клея является адгезия и когезия.
Адгезия – способность вещества сцепляться с какой-либо поверхностью. Когезия – прочность самого слоя клея между склеиваемыми поверхностями, то есть прочность в самом материале клея.
Адгезия зависит от соотношения химических свойств клея и поверхностного слоя склеиваемых деталей, от состояния поверхности (степень шероховатости, степень очистки). Смачиваемость поверхности клеем является необходимым условием любого склеивания.
При нанесении на какой-либо материал клея, его поверхностные молекулы располагаются более или менее закономерно, при этом ориентируются. Когда поверхность склеиваемого материала полярна и в молекулах клея содержатся полярные группы, то эта ориентация распространяется и на более глубокие слои клея.
Между ориентированными слоями клеющего вещества, которые тесно примыкают к склеиваемым поверхностям, имеется неупорядоченный слой клея. Чем тоньше этот слой, тем более прочной является склейка.
Современные искусственные клеи на основе полимеров по свойствам на много превосходят все ранее известные клеющие вещества. Но очень важно учитывать характер склеиваемых поверхностей и условия эксплуатации готовых изделий. Так, для склеивания дерева лучше использовать термореактивный клей. Его можно применять при менее высокой степени полимеризации, чем термопластичный клей, и, следовательно, менее вязким. В результате этого происходит лучше смачивание поверхностей материала клеем.
Склеивание металлов полимерными материалами более затруднено. Это объясняется различием характера связей в кристаллической решетки металла и молекуле полимера (металлической и ковалентной, соответственно). В наиболее простых случаях склеивание может осуществляться за счет взаимодействия между диполями полярных молекул или взаимодействия их с ионами. Но высокая адгезия создается только при образовании химических связей между металлом и полимером. Например, образование связей CuS между каучуком, вулканизированным серой, и медью, входящей в состав латуни. Важно, чтобы полимерный клей, предназначаемый для склеивания металлов, содержал группы, способные к образованию соединений с данным металлом. К таким клеям можно отнести поливиниловые эфиры, ацетали, полиэфиры, вулканизированный серой каучук. Часто используется клей на основе эпоксидных и полиамидных смол.
Пластмассы склеивают различными способами. Простейшие из них – это сварка пластмасс с использованием различных растворителей. В последнем случае очень важно в конечном итоге растворитель удалить. Это необходимо для избежания последующего коробления материала, потери прозрачности.
Метод сварки пластмасс основан на переводе полимера в пластичное состояние при нагревании. Это осуществляется без введения растворителей. Однако в этом случае увеличение температуры может привести к термическому разложению полимера. В этом недостаток данного способа склеивания. Так же нагревание полимера ведет к значительной потере пластификатора, который добавляют в клей для придания ему нужных деформативных свойств.
В последнее время развивается метод склеивания, применительно к бетонам. Наиболее перспективными, можно считать, цементные клеи на основе портландского цемента, подвергнутого дополнительному измельчению. Из полимерных клеев при склеивании бетона лучшие результаты дают клеи на основе эпоксидных смол.