Основні питання, на які потрібно відповідати при виборі клеячи.

1. Які матеріали треба склеїти?

2. Яка твердість матеріалів?

3. Як проводиться підготовка поверхонь?

4. Геометричні розміри (товщина) деталей, що склеюють. Ескіз. Креслення?

5. Яке кінцеве призначення виробу?

6. Деталі, напівфабрикати, кінцеве (самостійне) виріб?

7. Граничні t^о, при яких буде експлуатуватися з'єднання або вся конструкція. Постійно діють t^о або змінюються і як часто?

8. Кліматичні умови: t^о, вологість, строк?

9. Яким випробуванням піддається виріб?

10. Які хімічні речовини (кислоти, розчинники, луги...) можуть впливати на клейове з'єднання?

11. Провідне або діелектричне з'єднання, технічні показники?

12. Яким щільним ТТ повинні відповідати з'єднання?

13. Які механічні напруги при стиску, розтяганні, зрушенні, вібрації, ударі й ін. видах навантажения повинні витримувати з'єднанням?

14. Чи існують причини для вибору рідкого клею? Плівкового клею? Чому? Чи ставитися це до всього виробу або до його окремих вузлів?

15. Які умови отвердіння (t^о, тиск, час) може витримати конструкція, що підлягає склеюванню?

16. Які методи й засоби контролю якості виявляться ефективними для даного клейового з'єднання й даного виробу?.

Кластификация клеїв.

Природою (тобто структурою) клеячи визначаються властивості клейових з'єднань.

Основа більшості клеїв, застосовуваних у БЭА, становлять високомолекулярні речовини, молекули яких мають лінійну або розгалужену структуру.

Лінійна структураРис.1 Сильно розгалужена (деревоподібна) структура Рис.2

У процесі склеювання, клеї поводяться по-різному, деякі зберігають лінійну або розгалужену структуру (тобто первісну). Такі клеї характеризуються здатністю плавитися й розчинятися.

Інші - мають хімічну активність і під впливом різних хімічних реагентів (нагрівання, тиск) здатні отвердіння.

Рис.3

Зшита полимерсетчатая структура.

Лінійні нерозгалужені полімери мають здатність багаторазово розплавлятися, розчинятися й затвердевать при охолодженні. Їх називають термопластичними.

Хімічно активні полімери, здатні отвердіння в процесі обробки й неповторно переходити в неплавкий стан (і в нерозчинне), відносять до термореактивних!

В окрему групу виділені еластомери. Це полімери, що володіють пружністю, еластичністю й здатністю набухати в розчинниках, при набряканні розм'якшуватися й деформуватися при навантаженні.

Т.О. по типі сполучного клею ділять на 3 класи:

17. термопластичні;

18. термореактивні;

19. эластомери (на основі каучуков).

1. (Полістирольні, поліхлорвінілові, поліамідні) - мають невисоку теплостійкість, схильні до повзучості під навантаженням, головним чином призначені для не силових конструкцій з не металевих матеріалів. По складу такі клеї в основному однокомпонентні. Вони не дороги й досить технологічні. Серед них: ТМ-60; КМ-РК; АК-20; ТГФ-П; ПС.

2. (Фенолформальдегидні, эпоксидні, цианокрилатні, поліуретанові) - мають більше універсальними адгезионними властивості, підвищеною механічною міцністю, більше високою теплостійкістю, хімічною стійкістю, стабільністю параметрів у процесі експлуатації. Вони призначені для силових (навантажених), конструкцій з металів, сплавів і багатьох неметалічних матеріалів. Серед них: Д-9, ВК-9, Вт25-200, ДО-400, ПУ-2, КМ 203 й ін.

До їхніх недоліків можна віднести підвищену твердість в отверденому стані. Клейові з'єднання на їхній основі виявляються тендітними, нестійкими стосовно ударів, вібрації. Тому їх найчастіше застосовують у вигляді багатокомпонентних композицій, які мають комплекс позитивних технологічних й експлуатаційних властивостей.

До складу композицій, крім основного речовини, що клеїть, входять різні наповнювачі, пластифікатори, отвердітели й деякі інші добавки, що модернізують властивості клеїв. композиції, Що Клеять, є складними системами, у яких окремі компоненти взаємодіють хімічно й механічно. Їх можна розглядати як неоднорідні гетерогенні структури, у яких тверді частки розподілені серед пружної матриці, що виконує роль зв'язувальної речовини.

Сполучне – термореактивна смола, що відрізняється властивостями, що клеять, що забезпечує необхідну монолітність клеячи, його адгезионную й когезионную міцність. При складанні клейових композицій, термореактивні смоли нерідко модифікують каучуками або іншими смолами, щоб підвищити їхня еластичність, термостійкість, стійкість до дії зниженої t^о

й інші характеристики.

Модифицирование - спрямована зміна фізико-хімічних і механічних властивостей матеріалів, шляхом зміни їхньої структури - заміни одних функціональних груп іншими, перегрупуванням ланок в основному ланцюзі полімеру, приєднання до основного ланцюга бічних відгалужень.

Наповнювач - порошкоподібні, волокнисті речовини, взаємодіючі з хімічно активними речовинами композиції, що клеїть, і сохраняющие при цьому твердий стан. Він зменшує усадку клейової композиції, при отверждении регулює їхня в'язкість, знижує внутрішні напруження в клейових з'єднаннях, підвищує твердість і термостійкість клейового шару. Зменшуючи витрату смоли, наповнювач нерідко дає можливість знизити вартість клеячи.

Наповнювач також надає специфічні властивості: электро-, токо- провідні (контактоли), резистивні... Наприклад, використання Ag порошків, дозволяє, варіюючи в широких межах зміст Ag, одержувати провідні контактоли-клеї. Використання графіту в мілкодисперсном стані для пасти, дозволяє різко подовжити строк життя контактів у клавіатурах (у т.ч. телефонних апаратів).

Для кожної композиції існує своя оптимальна кількість наповнювача в співвідношенні з кількістю сполучні. Воно визначається в'язкістю наповненого клею, міцністю клейового з'єднання, а також максимальним значенням функціональних параметрів (токопроводность, електропровідність ...).

Пластифікатори – підвищують пластичність отверждаемого клеячи, опірність клейового з'єднання ударам і дії змінних t^о. Найчастіше використають диметилфосфат, трикрезилфосфат - малолетучі, низкокип’ящi рідини. Поліефірні смоли, каучуки можуть також істотно знизити початкову в'язкість клеячи, що полегшує введення наповнювача!

Розчинники - використають для регулювання в'язкості вихідного клею й поліпшення змочувальної здатності. Від вибору розчинника залежить спосіб його видалення із клейового шару. Його випар не повинне відбуватися занадто швидко, щоб плівка, що утворилася, не перешкоджала подальшому випару розчинника, але й не дуже повільно.

Отвердителі – хімічно активні речовини, здатні взаємодіяти зі сполучним з утворенням просторової структури. Вибір визначається хімічною природою сполучні. Його вводять у клей строго з розрахунку – як недолік, так і надлишок може негативно позначатися на властивостях клейових з'єднань. Найчастіше використають різні кислоти або ангідриди кислот, підстави, солі, перекису. Вибір отвердите ля визначає режим отвердіння.

Каталізатори - до 1% добавка, прискорюють отвердіння.

Інгібітори - сповільнювачі хімічних реакцій, їх уводять для продовження строку зберігання й життєстійкості (або життєздатності).

Стабілізатори – для вповільнення процесів старіння полімерів під впливом t^о, вологи, кисню, озону, у/ф випромінювання, сонячної радіації.

3. Клеї на основі каучукових сумішей становлять особливу групу. Вони мають високу адгезію до багатьом матеріалам, добре протистоять впливу ударних і вібраційних навантажень. Також клеї високоеластичні протягом усього терміну служби клейового з'єднання. Це визначає доцільність їхнього використання для склеювання гуми з гумою, гуми з металами, тканин, шкіри, шаруватих пластиків й інших матеріалів, коли до клейових з'єднань пред'являються підвищені вимоги по вибору стійкості, еластичності.

Основою еластичних клеїв є різні каучуки - природні й синтетичні - дивинилнитрильные, поліхлоропренові, полісульфідні й інші або водні дисперсії каучуков - латекси. До складу таких клеїв нерідко вводять поліуретанові, епоксидні, крезолформальдегидні, резорциноформні й інші смоли. Вони підвищують когезионную міцність. Як наповнювачі використають цемент, оксид Zn, порошок слюди.

Отвердітєлі – агенти, що вулканізують.

1. Поліефірні ТМ-60.

2. Поліакрилатні ПММ, СММ-1.

3. Полістирольні ПС.

4. Полиизобутиленові.

5. Нитроцеллюлозні АК-20.

6. Перспективні.

1. Резорцино-фенол-формальдегидныіФР12, БФ2,4.

2. Фенолформальдегидні модифіковані каучуком ВК-3, ФРАМ-3.

3. Резорциноформальдегидні РАП-10.

4. Поліуретанові ПУ-2, ВК-5, ВИЛАТ11.

5. Полиизоцианатні, лейконат, мастики типу ГИПК.

6. Элементоорганическі ВК-15, КТ300, эластосілі.

7. Эпоксидні Д9, ВК9, ЭЗК-4, ДО-153.

8. Эпоксикремнийорганическі ДО300, ДО400, ВГ25-20.

9. Перспективні.

6. Клеї на основі каучуків 88, 8НП, 785КС, 51-К-10

Завдання для розроблювачів нових клеїв:

1. Збільшення щільних характеристик (стабільність, стійкість).

2. Короткочасне затвердіння при t = t_комн (швидко отверждаємі клеї).

3. Можливість автоматизації ТП, у т.ч. для ГАП.

4. Використання однокомпонентних клеїв.

5. Використання клеїв-розплавів.

6. Використання плівкових клеїв.

7. Використання порошкових клеїв.

8. Додання нових функціональних властивостей: електропровідність, ізоляційні властивості, теплопровідність, оптичні властивості.

Інтенсифікація - за рахунок застосування ИК, УФ, ТВЧ, УЗ, електронного опромінення.

Виготовлювачі клеїв: ТУ6 - 05 - 041 - 625 - 80.

г. Кировокан (ВК - 3, ВК25 - 200, ВК40, БЭН5011).

З-д ГИПХа , товщина 150 – 250 мкм, режим тужавіння - 6 – 7 годин, тиск 5 – 6 (0,5...0…0,6Мпа), строк зберігання - 6 мес.

ВИАМ (м. Москва) ВК-40, , режим тужавіння , тиск 0,5 МПа (5,0 атм.) – 2 години, товщина плівки 150 – 200 мкм, строк зберігання – 3 мес.

СВЭМа (м. Шостка) ТУ6 – 01 – 1179 – 82. ВК-36, режим тужавіння - 1 година, може довгостроково працювати при , конструкційного призначення, водо- і термостійкий.

ПКС-171 – найкраща плівкова композиція ТУ6 – 05 – 211 – 1127 – 78 (СВЭМа, Шостка). Режим тужавіння , не токсична, ширина 200 мкм. Плівкові клеї забезпечують дуже гарний контакт, заповнюють зазори.

Порошкові клеї - у стадії розробки.

Клеї-розплави: низька вартість, не займисті, не токсичні, не роблять шкідливого впливу на навколишнє середовище, не містять у складі розчинників. Марки КР-РК, 69Т, 70Т, КР-5, З, КГИЛОЛ-11. Але в усіх, крім КР-РК, низька адгезія, низька швидкість затвердіння.

Укр НДІ ПМ - м. Донецьк - розроблювач гами клеїв «УП». УП-2164, УП-2193 - порошкові. КЛТ-30 - еластичний клей для приклейки й ЭТ.

Процес склеювання служить для одержання нероз'ємних з'єднань, цей метод має ряд переваг перед іншими, тому що є практично єдиним для одержання з'єднань різнорідних матеріалів - наприклад, пластмас із металами.

Клеї дозволяють з'єднати різнотовстими матеріали й деталі складної конфігурації. Воно застосовуються для термопластичних і для термореактивних пластмас. Клейові з'єднання мають високу атмосферно-виброкоррозіонную стійкість.

Недоліки клейових з'єднань специфічні. Вони повинні враховуватися при виборі методу з'єднання: відсутність рівноміцності при різних напрямках додатка навантаження стосовно площини склеювання; зниження міцності в результаті старіння, токсичність багатьох клеїв.

Клеї, у складі яких основою є мономери й полімери - називаються синтетичними.

Якщо до міцності не пред'являється високих вимог, то всі пластмаси можна склеїти при кімнатної t^о поліуретановими клеями (типу ПУ-2), карбинольним клеєм і клеями на основі полиэпексидов.

Це ставиться й до неполярних пластмас, підданим спеціальній обробці поверхні. Склеювання є основним методом з'єднання декоративно-лицювальних матеріалів і плівок на основі полівінілхлориду з дерев'яними й металевими поверхнями.

Полівінілхлорид ПВХ: клеять розчинами його ж у метилені-хлориді (Ф 30-90%) 13% ПВХ й 87 - дихлорэтана. Ацетон і суміш циклогексану клеїти потрібно без витримки, тому що зникнення розчинника знижує міцність клейового з'єднання.

Полістирол - 10% розчин у метилетілкатоне, складних ефірах, бензолі, толуолі, амилбензоле, этилнафталане й ті ж, що для ПВХ. (бензолі, толуолі - 1:1).

Оргскло - хоча від розчинника воно й тріскотить, але клеять, як правило, з розчинником.

Дихлоретан, хлороформ, мурашина кислота, хлоргідрин. Стружка оргскла розчиняється (протягом 2-3 доби).

Полиэтилєн, поліпропілен склеювати дуже важко. Обробка таких «Полиолефинов» зводиться до створення на поверхні відповідного полярного шару. Застосовують озонування, окислювання полум'ям пальника, обробляють в атмосфері інертних газів, хімічна обробка...

Після обробки полиетилена (K₂Mn₄ + H₂SO₄), він окисляється, на його поверхні з'являються карбонільні – З і гідроксильні – ВІН групи. Після цього п/э можна склеїти фенолкаучуковими, поліуретановими, резорцино-формальдегидними клеями, у яких t^о отвердіння нижче t^о розм'якшення пластмаси.

Після хімічної обробки п/э можна з'єднати зі сталлю й дюралюмінієм клеями ПУ-2, ПУ-2М, ДО153.

Склеювання фторпластмас – ті ж труднощі, що й у полиолефинов, тому що вони не полярні – можна використати розчини фторорганічєскіх пластмас в органічних розчинниках, що містять активні добавки. Але кращі результати – після обробки в розчині Na – металевого в суміші з тетралін тетрагидрофураном. Після цього можна клеїти з деревом або металом і фтормісними пластмасами. Наприклад, политерафтор этилен (фторопласт 4) можна обробити в 1% р-рі Na + NH₃ рідкий. Приклейка ВР-350, ПУ-2, ДО153, ВК32-200.

Але при всіх способах склейки хімічна міцність (стійкість) клейового шва нижче, ніж у фторопластів.

Термореактопласти склеюють поліефірними, полиэпоксидними, поліуретановими, фенолформальдегидними й ін. клеями. Підготовка поверхні - у знежиренні й очищенні щіткою, наждаковим папером. Режим визначається застосовуваним клеєм.

Провідні клеї – коли інші методи малоефективні – у важкодоступних місцях, при ремонті, при високої теплочувствительности. Звичайно клей на основі эпоксидних смол холодного й гарячого отвердіння. Наповнювачі Au, Ag, Pd, Ni, Cu, Al, графить розміром 1...2 мкм.

Приклади: ТПК34 (епоксидна смола + Ag), ТПКК-3 (БФЧ, этанол, Ag), ТПК-2 (епоксидна смола + Ni карбоніл), КГ-2, КГ-3 (епоксидна смола + графить), АУКО.028.001 ТУ - полімерні пасти.