|
|
|
Главная --> Справочник терминов Склеиваемой поверхности Чтобы был тесный контакт между двумя склеиваемыми поверхностями до затвердевания клеевого состава (жизнеспособность созданной композиции клея 3—4'часа), к ним необходимо прикладывать небольшое давле* ние. Соединение пластмасс склеиванием широко применяется в судостроении, авиастроении, строительстве и в других отраслях промышленности. Несмотря на внешнюю простоту процесса вклеивания, его физико-химическая сущность сложна и недостаточно изучена. Прочность склеивания зависит от адгезии — сцеп-пения клеящего слоя с поверхностью подложек (соединяемых деталей) — и от когезии — сцепления между частицами самого клея него слоя. Разрушение клеевого соединения может произойти на границе клеевого слоя с подложкой или по самому клеевому шву з зависимости от соотношения сил адгезии и когезии. В зависимости от характера подложек и клея адгезия может определяться гиффуаией клея в подложки, его адсорбционным взаимодействием :о склеиваемыми поверхностями, электрическим взаимодействием юверхности подложек и клея, а также образованием химических :вязей между ними. Применение твердых связок-клеев основано на их плавлении. В этом случае физический контакт между склеиваемыми поверхностями обеспечивается смачиванием, а адгезия — адсорбцией, поверхностным комплексообразованием, поляризационными явле- Применение твердых связок-клеев основано на их плавлении. В этом случае физический контакт между склеиваемыми поверхностями обеспечивается смачиванием, а адгезия — адсорбцией, поверхностным комплексообразованием, поляризационными явле- 2. Полиуретановый клей ПУ-2 быстро отверждается при комнатной температуре, имеет высокие прочностные характеристики, хорошо заполняет зазоры между склеиваемыми поверхностями, но обладает токсичностью и требует соблюдения специальных мер по технике безопасности (см. с. 63), Теоретические представления о механизме возникновения в системе внутренних напряжений в результате взаимодействия на границе раздела полимер — наполнитель были разработаны Зубовым [329—331]. Наблюдалось сильное влияние типа подложки на величины внутренних напряжений [331-—334]. Особый интерес представляет влияние наполнителей на адгезионные свойства покрытий [335, 336]. Исследование внутренних напряжений на границе со стеклом при формировании пленок полиэфирмалеината с разными наполнителями показало, что с увеличением содержания наполнителя в покрытии внутренние напряжения- и адгезия к подложке увеличиваются. Увеличение напряжений зависит от прочности связей между связующим и частицами наполнителя. С увеличением содержания активного наполнителя внутренние напряжения и адгезия возрастают. Снижение внутренних напряжений может быть достигнуто модификацией поверхности наполнителя поверхностно-активными веществами, способствующими/ уменьшению прочности связи между частицами наполнителя и связующим. Существенно, что внутренние напряжения в клеевъгх соединениях во много раз больше, чем в покрытиях той же толщины [337]. Это связано с увеличением площади контакта связующего с подложкой (числа центров структурообразования). Внутренние напряжения в клеевых соединениях зависят, в свою очередь, от прочности связи между склеиваемыми поверхностями и клеем. Механизм действия полимерных аппретирующих веществ может быть объяснен следующим образом. Процессы образования клеевой прослойки путем нанесения на склеиваемые поверхности раствора клеящего вещества или путем отверждения клея между склеиваемыми поверхностями сопровождаются возникновением в полимере внутренних напряжений, которые могут быть столь велики, что приводят к самопроизвольному отслаиванию клеящей пленки от поверхности. Следовательно, чем ниже внутренние напряжения, тем прочнее адгезионная связь между склеиваемыми поверхностями. Действие полимерных аппретов, в качестве которых применяют главным образом эластомеры, сводится к тому, что они образуют выеокоэластичную прослойку между твердой поверхностью стеклйнного волокна и отвержденным связующим [491, 494]. Внутренние напряжения, которые возникают на границе раздела фаз в результате усадки связующего при отверждении, таким образом, частично релаксируют [495]. При исследовании влияния наполнителей на адгезию полиуретанов было установлено, что существует оптимальная концентрация наполнителя, обеспечивающая максимальную адгезию [495]. 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. Определяющими для выбора термопластичного клея-расплава являются температуры эксплуатации клеевого соединения, а также размягчения и плавления клея. Температура плавления определяет скорость схватывания клеевого слоя со склеиваемыми поверхностями. Прочностные свойства клеевых соединений определяются не только высокой адгезией клея, но и состоянием поверхности склеиваемых материалов. На поверхности могут быть дефекты: трещины, микрокапилляры, загрязнения, — наличие которых приводит к неоднородной активности по отношению к клею и играет важную роль при взаимодействии склеиваемой поверхности с клеевой пленкой. Поэтому перед склеиванием необходима подготовка соединяемых элементов — обработка, приводящая к улучшению контакта между склеиваемыми поверхностями и клеевой композицией. Поляризация воды в клеевой прослойке экспоненциально уменьшается вглубь от склеиваемой поверхности. Если предположить, что ориентированные молекулы соединены между собой водородными связями, то длины отдельных молекулярных цепочек оказываются равными 10~3—10~4 см, а длины молекулярных цепочек из ориентированных молекул воды соответствует оптимальной толщине прослойки [63]. верхность) будет иметь электростатическую природу. Однако нельзя не учитывать, что такой контакт, в сущности, представляет эпитаксиальное сращивание разнородных кристаллов. Последнее говорит о том, что в таком контакте должны играть существенную роль валентные силы. Нельзя также исключать возможность образования водородных связей между молекулами воды, входящими в структуру кристаллогидрата (находящегося в поверхностном слое), и анионными участками склеиваемой поверхности. Несомненно, однако, что прочность контакта за счет мостика из выкристаллизовавшегося кристаллогидрата в значительной степени зависит от кристаллохимического соответствия кристаллогидрата и кристаллов, из которых сложены склеиваемые поверхности. Если имеется хорошее кристаллохимическое соответствие, то, вероятно, в образовании контакта на разделе двух твердых фаз будут преобладать валентные силы. Кроме того, свойства контакта будут связаны с поляризационными характеристиками кристаллогидрата, поскольку это может проявляться в силе водородных связей, образующихся в зоне контакта. Качество склеивания неорганическим клеем зависит от подготовки склеиваемой поверхности, вязкости связки и характера клеевого шва. Часто для повышения прочности необходима термообработка — подъем температуры до 100—300 °С увеличивает прочность склеивания в 1,5—2 раза. Повышению прочности клеевого шва способствует контактное давление (1 кПа). Для клеев следует использовать тонкодисперсный монофракционный наполнитель, при получении покрытий — полидисперсный (от 1 до 20 мкм). Содержание наполнителя может колебаться, причем имеется оптимальная концентрация, обеспечивающая максимальную прочность шва. Поляризация воды в клеевой прослойке экспоненциально уменьшается вглубь от склеиваемой поверхности. Если предположить, что ориентированные молекулы соединены между собой водородными связями, то длины отдельных молекулярных цепочек оказываются равными 10~3—10~4 см, а длины молекулярных цепочек из ориентированных молекул воды соответствует оптимальной толщине прослойки [63]. верхность) будет иметь электростатическую природу. Однако нельзя не учитывать, что такой контакт, в сущности, представляет эпитаксиальное сращивание разнородных кристаллов. Последнее говорит о том, что в таком контакте должны играть существенную роль валентные силы. Нельзя также исключать возможность образования водородных связей между молекулами воды, входящими в структуру кристаллогидрата (находящегося в поверхностном слое), и анионными участками склеиваемой поверхности. Несомненно, однако, что прочность контакта за счет мостика из выкристаллизовавшегося кристаллогидрата в значительной степени зависит от кристаллохимического соответствия кристаллогидрата и кристаллов, из которых сложены склеиваемые поверхности. Если имеется хорошее кристаллохимическое соответствие, то, вероятно, в образовании контакта на разделе двух твердых фаз будут преобладать валентные силы. Кроме того, свойства контакта будут связаны с поляризационными характеристиками кристаллогидрата, поскольку это может проявляться в силе водородных связей, образующихся в зоне контакта. Качество склеивания неорганическим клеем зависит от подготовки склеиваемой поверхности, вязкости связки и характера клеевого шва. Часто для повышения прочности необходима термообработка — подъем температуры до 100—300 °С увеличивает прочность склеивания в 1,5—2 раза. Повышению прочности клеевого шва способствует контактное давление (1 кПа). Для клеев следует использовать тонкодисперсный монофракционный наполнитель, при получении покрытий — полидисперсный (от 1 до 20 мкм). Содержание наполнителя может колебаться, причем имеется оптимальная концентрация, обеспечивающая максимальную прочность шва. Для химической модификации используют органосиланы общей формулы XRSi(OR')s- В результате достигается высокая адгезия клея к склеиваемой поверхности. Более того,-при такой обработке в качестве клея могут использоваться такие вещества, как полиэтилен [53], вулканизующиеся по двойным связям кау-чуки [51], которые -без химической обработки совершенно не могут взаимодействовать с поверхностью и не могут служить . клеем. - • Недостатком таких клеев является то, что при их нанесении раскрой пленки, укладка и прикатка ее к склеиваемой поверхности осуществляются вручную. Прочностные свойства клеевых соединений определяются не только высокой адгезией клея, но и состоянием поверхности склеиваемых материалов. На поверхности могут быть дефекты: трещины, микрокапилляры, загрязнения, — наличие которых приводит к неоднородной активности по отношению к клею и играет важную роль при взаимодействии склеиваемой поверхности с клеевой пленкой. Поэтому перед склеиванием необходима подготовка соединяемых элементов — обработка, приводящая к улучшению контакта между склеиваемыми поверхностями и клеевой композицией. На рис. 9 также показано, как способ обработки склеиваемой поверхности влияет на прочность соединения одной и той же пары клей — склеиваемое вещество. Иногда для защиты поверхности перед склеиванием в процессе изготовления деталей на них наносят защитный удаляемый слой, называемый «жертвенным». Это может быть стеклоткань или найлоно-вая ткань, пропитанная связующим. После удаления защитного слоя не требуется обезжиривания и повторной обработки склеиваемой поверхности.  Специфическое взаимодействие Спектральными характеристиками Синтетических красителей Спинового расщепления Спиральную конформацию Спиртовых гидроксилов Спиртовым гидроксилом Спиртового гидроксила Способами получения |
- |
Навигация