Глава 8. Клеевые соединения

Лекция 21. Получение неразъемных соединений склеиванием

Состав и классификация клеев. Клеями обычно называют коллоидные

растворы пленкообразующих полимеров, способные при затвердевании образо-

вывать прочные пленки, хорошо прилипающие к различным материалам.

Клеевые соединения по сравнению с другими видами неразъемных со-

единений (заклепочными, сварными и др.) имеют ряд преимуществ: возмож-

ность соединения различных материалов (металлов и сплавов, пластмасс, сте-

кол, керамики и др.) как между собой, так и в различных сочетаниях; атмосфе-

ростойкость и стойкость к коррозии клеевого шва; герметичность соединения;

возможность соединения тонких материалов; снижение стоимости производст-

ва; экономия массы и значительное упрощение технологии изготовления изде-

лий. Недостатками клеевых соединений являются относительно низкая дли-

тельная теплостойкость.

Классификация клеев. Клеи классифицируют по ряду признаков. Разли-

чают следующие клеи: по пленкообразующему веществу — смоляные и рези-

новые; по адгезионным свойствам — универсальные, склеивающие различные

материалы (например, клеи БФ), и с избирательной адгезией (белковые, рези-

новые); по отношению к нагреванию — обратимые (термопластичные) и необ-

ратимые (термостабильные) пленки; по условиям отверждения — холодной

склейки и горячей склейки; по внешнему виду — жидкие, пастообразные и

пленочные; по назначению — конструкционные силовые и несиловые. Чаще

используют классификацию по пленкообразующему веществу. Смоляные клеи 135

могут быть термореактивными и термопластичными. Термореактивные смолы

(фенолоформальдегидные, эпоксидные и др.) дают прочные, теплостойкие

пленки, применяемые для склейки силовых конструкций из металлов и неме-

таллических материалов. Клеи на основе термопластичных смол (поливинил-

ацетата, акрилатов и др.) имеют невысокие прочностные характеристики, осо-

бенно при нагревании, и применяются для несиловых соединений неметалличе-

ских материалов.

Резиновые клеи, в которых основным пленкообразующим является кау-

чук, отличаются высокой эластичностью и применяются для склеивания рези-

ны с резиной или резины с металлами.

Клеи на основе модифицированных фенолоформальдегидных смол.

Это клеи применяют преимущественно для склеивания металлических силовых

элементов, конструкций из стеклопластиков и т. п. Феноло–каучуковые компо-

зиции являются эластичными теплостойкими пленками с высокой адгезией к

металлам.

Клей на основе эпоксидных смол. Отверждение клеев происходит при

помощи отвердителей без выделения побочных продуктов, что почти не дает

усадочных явлений в клеевой пленке. Для всех эпоксидных клеев характерна

хорошая механическая прочность, атмосферостойкость, устойчивость к топли-

ву и минеральным маслам, высокие диэлектрические свойства.

Клеи на основе поликарборансилоксанов обладают стойкостью к термо-

окислительной деструкции, способны длительно работать при температуре

600°С, кратковременно при 1200°С, имеют высокую адгезию к различным ма-

териалам.

Состав и классификация лакокрасочных материалов. Лакокрасочные

материалы принадлежат к группе пленкообразующих материалов. После нане-

сения в жидком состоянии на окрашиваемые поверхности они образуют плен-

ки. Высохшие пленки называются покрытиями. Лакокрасочные материалы

предназначены для защиты металлов от коррозии, а неметаллических материа-

лов (древесины, пластмасс и т. д.) от увлажнения и загнивания; они сообща-

ют поверхности специальные свойства (электроизоляционные, теплозащитные

и другие) и придают изделиям декоративный внешний вид.

Защита изделий от влияния внешней среды лакокрасочными покрытиями

является наиболее доступной и широко применяется в машиностроении.

С помощью защитных покрытий срок эксплуатации аппаратуры, оборудования

различных металлоконструкций увеличивается в несколько раз.

К лакокрасочным материалам предъявляются определенные требования– высо-

кая адгезия к защищаемым поверхностям, теплостойкость и химическая устой-

чивость, водонепроницаемость, светостойкость, гладкость, твердость и эла-

стичность пленки, хорошие защитные свойства.

Неорганические материалы. Неорганическим материалам присущи не-

горючесть, высокая стойкость к нагреву, химическая стойкость, неподвержен-

ность старению, большая твердость, хорошая сопротивляемость сжимающим

нагрузкам. Однако они обладают повышенной хрупкостью, плохо переносят 136

резкую смену температур, слабо сопротивляются растягивающим и изгибаю-

щим усилиям и имеют большую плотность по сравнению с органическими по-

лимерными материалами.

Основой неорганических материалов являются главным образом окислы

и бескислородные соединения металлов. Поскольку большинство неорганиче-

ских материалов содержит различные соединения кремния с другими элемен-

тами, эти материалы объединяют общим названием силикатные. В настоящее

время применяют не только соединения кремния, но и чистые окислы алюми-

ния, магния, циркония и другие, обладающие более ценными техническими

свойствами, чем обычные силикатные материалы. Неорганические материалы

подразделяют на неорганическое стекло, стеклокристаллические материалы :

ситаллы и керамику. Неорганическое стекло следует рассматривать как особого

вида затвердевший раствор – сложный расплав высокой вязкости кислотных и

основных окислов.

Применение технических стекол. Для остекления транспортных

средств используют преимущественно триплексы, термопан и закаленные стек-

ла. Оптические стекла, применяемые в оптических приборах и инструментах,

подразделяют на кроны, отличающиеся малым преломлением, и флинты с вы-

соким содержанием окиси свинца и большими значениями коэффициента пре-

ломления. Тяжелые флинты не пропускают рентгеновские и лучи. Светорас-

сеивающие стекла содержат в своем составе фтор. Остекление кабин и поме-

щений, где находятся пульты управления мартеновских и электрических дуго-

вых печей, прокатных станов и подъемных кранов в литейных цехах, выполня-

ется стеклами, содержащими окислы железа и ванадия, которые поглощают

около 70 % инфракрасного излучения в интервале длин волн 0,7 – 3 мкм. Квар-

цевое стекло вследствие высокой термической и химической стойкости приме-

няют для тиглей, чаш, труб, наконечников, лабораторной посуды