8. Склеивание пластмасс. Типы клеев. Требования к ним. Технологический процесс склеивания.

Склеивание – метод создания неразъёмного соединения элементов конструкции с помощью клея. Склеивание может быть единственно возможным способом соединения, если известно, что применение сварки может привести к ухудшению механических характеристик материалов, изменению цвета, а механического крепления – к короблению. Благодаря склеиванию существует возможность соединять самые разнообразные пластмассы, чувствительные к нагреву полимерные материалы.

В тоже время склеивание может значительно усложнить производственные процессы, из-за многооперационной технологии изготовления конструкций.

На прочность клеевого соединения влияют следующие факторы:

-влажность, -агресивность среды, -растворители,

-тепло и холод, -микроорганизмы.

Клеевой слой должен быть гибким. Прочностные свойства клеев шва увел. с введением наполнителей( минеральные порошки, разл. добавки), которые снижают коэффициент линейного расширения, придают композиции необходимую вязкость, увеличивается диапазон рабочих температур.

Важнейшим условием обеспечения высокой прочности клеевого соединения является отсутствие остаточных внутренних напряжений. Они возникают в толстух клеевых швах в результате неравномерности нагрева или охлаждения. Установлено, что толщина клеевого слоя должна быть в пределах 0,05-0,25мм. Для более толстых клеевых соединений используют клеи специальных безусадочных марок или в состав клея необходимо вводить специальные наполнители и отвердители.

Факторы,определяющие прочность склеивания: 1)молекулярная масса(чем больше м.м.,тембольше пластичность,т.е меньше адгезия и меньше прочность клеевого шва) 2)влияние наполнителей (активный или неактивный) – акт. Нап-ль химически или физически взаимод. со склеив. поверхн.

Типы клеев и требования к ним.

Клея классифицируются:

1)по клеевой основе: -органические(животные,растительные), -неорганические (цемент,гипс,стекло) -синтетические(термопл.,реактопл.)

2)по консистенции: -твёрдые -пастообразные -жидкие

3)по темпер.стеклования: холодного, умеренного, горячего отверждения

В зависимости от состава клеющих компонентов:

1)клеи на основе термореактивных полимеров (ФФ, эпоксидных). Их отверждение сопровождается химическими и физическими процессами.

а)на основе ФФС, модифицир. или модифиц. каучуками, поливинилацеталями и полиамидом. В них использ. олигомеры с молек.массой 400-2000.

б)на основе КФС: Прозрачные, ими можно склеивать светлые предметы. Исп. в виде водных или спирт. растворов. КФС менее токсичны, их модифиц. Каучуками для снижения хрупкости. Недостаток–низкая влагост-сть.

в)на основе эпоксидных смол. Эпокс. Клея отверждаются при помощи диаминов или ангидридов кислот.

г)на основе полиуретана. 2-х компонентный клей,сост.из полиизоцианата и многоатомного спирта.

д)на основе полиэфирных смол,акрилатов и кремнийорганич.смол 2)клеи на основе термопластичных полимеров (ПВА, полиакрилаты и др). Склеивание сопровождается физическими процессами. Основа – термопл.полимеры, растворенные в орг.растворителях или мономерах(ПЭ,ПИБ,ПТФЭ, сополимеры ПВХ,ПВС,ПВА,ПА). Эластичные, нехрупкие. Низкая термостойкость.

Клея-расплавы – клея на осн.термопл, не содержащие растворителя,переход.в вязкотекуч.состояние при нагревании,быстро возвращаются в твёрдое состояние до охлажд.при комн.темп-ры.Определяющим при выборе клея-расплава – темпер.эксплуатации клеев.соедин.(50-150^оС). Эти клеи отличаются высокой адгезионной способностью, но они обладают пониженной теплост-тью, поэт. они исп-ся в несиловых соединениях.

3) клеи на основе эластомеров (каучуки).

По способности пластмасс к склеиванию их можно разделить на следующие группы: 1) Легкосклеиваемые – требующие несложной подготовки поверх-ей 2) Условно легкосклеиваемые – требующие несложной подготовки поверхностей и применения специальных клеёв и грунтов 3)Трудносклеиваемые – треб. спец.подготовки поверхностей

Вещества, которые используются в качестве клеев должны обладать рядом свойств: -хорошая адгезия, -механическая прочность в интервале работы Т, -минимальная усадка при отверждении, -эластичность.

Технологический процесс склеивания.

Технологический процесс склеивания.

- приготовление клея

- подготовка поверхностей

- нанесение клея на склеиваемую поверхность;

- открытая выдержка

- соединение склеиваемых поверхностей под определенным давлением;

- термообработка с целью отверждения клеевого соединения или выдержка при нормальной температуре;

- контроль качества клеевого шва.

Приготовление клея заключается в смешении его отдельных компонентов в соотношении и последовательности, определённых рецептурой (базовый полимер, отвердитель, наполнитель, пластификатор, растворитель)

Подготовка склеив.поверхностей с целью удаления загрязнений,увелечения прочностных характеристик клеевого шва.Для удал.загрязн.прим.обезжиревание, окунание склеив.поверхн.в растворитель или очистка поверхн.тканевыми тампонами,смоченными растворителями.

Нанесение клея при помощи шпателя, роликов, кисти, пульвиризатора.

Открытая выдержка применяется при использовании клеёв на основе орг.растворителей с целью испарения растворителя и увеличения вязкости клеевого слоя.

Соединение склеиваемых поверхностей под давлением 0.5-20 кгс / см² , что обеспеч. фиксирование деталей, достижение более полного контакта между клеем и поверхн., создание прослойки определ.толщины. давление создают различными способами, в завис.от констр.изделий, формы и размера шва, типа клея и серийности производства.

Термообработка – выбор реж.отверждения зависит от природы клея и типа соединяемого материала.

Контроль качества методом отслаивания (отрыва под углом 90 или 180 градусов,по динамометру судят о значении адгезии и прочности соединения.

Важным условием получения клеевых соединений – чистота склеиваемых поверхностей. Ничтожные следы масел или жиров резко снижают прочность соединения. Очистка поверхностей делается механическим путем: щетками, наждачной бумагой, затем обезжиривание (окунанием элементов в растворитель или эти поверхности очищают тканевыми, ватными тампонами, смоченными в растворителе). В качестве растворителя прим-ся CCl₄, этанол, Уайт-спирит. Если склеиваемые поверхности из неполярных полимеров (ПЭ, ПП), то производится специальная обработка для придания полярности с целью взаимодействия. Для этого поверхность может подводиться к пламени газовой горелки, обработка разрядом. Клей наносится на поверхности различными методами: с помощью кисти, шпателя или специальными роликами, или пульверизатором. Соединения склеиваемых поверхностей проводится под давлением 0,5-20 кгс/см². используются струбцины, винтовые пресса, гидропресса, вакуумотсос для сжатия. Если склеивание идет при повышенных темп-рах, то температурную обработку осуществляют в термошкафах с электрическим обогревом, газовая, ИК.