Методические указания и задания по выполнению работы. 1. Ознакомиться с техникой безопасности.

1. Ознакомиться с техникой безопасности.

2. Получить трубчатые образцы, образцы "грибок", прямоугольные образцы из стали, винипласта, органического стекла или других ма­териалов (рис. 1).

3. Подготовить поверхность образцов к склеиванию;

4. по указанию преподавателя произвести механическую или хими­ческую очистку.

5. Произвести замеры образцов микрометром или штангенциркулем. Результаты занести в протокол испытаний (табл. 2).

6. Обезжирить склеиваемые поверхности образцов ацетоном или бен­зином - растворителем и высушить в течение 10-15 мин.

7. Подобрать составы клеев (табл. 1), приготовить клеи.

8. Нанести клей шпателем на склеиваемые поверхности, выдержать образцы на воздухе при комнатной температуре в течение 5-10 минут и произвести склеивание образцов.

9. Режим склеивания (температура и время отверждения) выбрать по указанию преподавателя.

10. Убрать рабочее место.

11. После отверждения клеевых композиций замерить длину склеивания L трубчатых образцов.

12. Произвести испытание образцов на сдвиг и равномерный отрыв но гидропрессе или разрывной машине, Скорость движения нагружаю­щего зажима 10 мм/мин. Показания манометра ρ (в момент разру­шения клеевого соединения) занести в протокол испытаний.

13. Рассчитать прочностные характеристики клеевых соединений по формулам, приведенным в протоколе.

 

Таблица 1 Рецептура клеевых составов на основе эпоксидных и полиэфирных смол

Компоненты состава	Роль компо нента	Содержание компонентов, М, ч
номера клеевых составов
Смола эпоксидная ЭД-20	Связующее		-	-		-	-		-	-
Смола эпоксидная УП-5-177-1	Связующее	-		-	-			-		-	-
Смола эпоксидная УП-5-177	Связующее	-	-		-	-	-	-		-	-
Полиэтилен полиамин (ПЭПА)	Отвердитель	12-14	-	-	-	-	-	10-12	-	-	10-12
УП-5-159	Отвердитель	-			-	-	-	-			-
УП-5-583	Отвердитель	-		-	-	-	-	-		-	-
Низкомоле кулярные по лиамиды (Л 18; Л 20)	Отвердитель	-	-	-		-	-	-	-	-	-
Дибутилфталат	Пластификатор	10-15	-	-	-	-	-	10-15	-	-	10-15
Смола полиэфирная НПС-609-21М	Связующее	-	-	-	-			-	-	-	-

 

 

Продолжение таблицы 1

Полиуретановая составляющая AТЖ-М	Связующее	-	-	-	-			-	-	-	-
Перекись метилэтилкетона (ПМЭК)	Инициатор	-	-	-	-			-	-	-	-
10% раствор нафтената кобальта в стироле	Ускоритель	-	-	-	-			-	-	-	-
Портландцемент	Наполнитель	-	-	-		-	-	150-200	-	-	-
Графит серебристый	Наполнитель	-	-	-	-	-	-	50-100	-	-	-
Маршалит (кварцевая мука)	Наполнитель	-	-	-		-	-	-	-		-
Железный порошок	Наполнитель	-		-	-	-	-	-	-	-	-
Асбестовая крошка (асбест распушонный)	Наполнитель	-	-	-	-	-		-	-	-
Пудра алюминиевая	Наполнитель	10-15	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Пудра бронзовая	Наполнитель	-	-	10-15	-	-	-	-	-	-	-

 

 

 

Рис. 1- Образцы для склеивания

 

а - трубчатые образцы для определения прочности при сдвиге;

б - образцы "грибок" для определения прочности при равномер­ном отрыве клеевых соединений металлов;

в - образцы - пластины для определения прочности при сдвиге (15±0, 5 мм - зона склеивания);

I - склеиваемые образцы; 2 - клеевой слой.

Примечание. Скорость движения нагружающего зажима 10 мм/мин.

 

13. Изучить структуру клеевых соединений на микроскопе МИМ-7 в отраженном свете при увеличениях в 100 и в 500 раз. Определить форму частиц наполнителя.

Зарисовать структуры в отчете.

Техника безопасности

Эпоксидные, полиэфирные смолы токсичны. Пары и пыль смол и отвердителей действуют раздражающе на слизистые оболочки горла, носа и глаз, вызывают кашель, головокружение, припухлость лица и рук и дерматиты. Поэтому при выполнении лабораторной работы соб­людаются следующие правила:

1. работа проводится при включенной приточно-вытяжной вентиля­ции;

2. студенту необходимо одеть спецодежду - халат;

3. на руки надеть резиновые перчатки или нанести "биологические" перчатки;

4. рабочие столы покрыть бумагой, которую после окончания работы;

5. брызги смолы, отвердителя или клея при попадании на кожу смыть марлевым тампоном, смоченным этиловым спиртом, затем поражен­ное место тщательно промыть теплой водой с мылом, высушить,

6. Строго запрещается прием пищи, курение в лаборатории.

 

Таблица 2

Протокол испытаний

 

I

Трубчатые образцы по рис. 1 Испытание на сдвиг

Склеиваемый материал

d1

d2

dcр

t=(d2-d1)/2

l

ρ

Р= 50ρ

τ=P/F=50ρ/πdсрl

мм

мм

мм

мм

мм

кгс/см2

кг

МПа (кгс/мм2)

Образцы "грибок" по рис. 1 Испытание на равномер­ный отрыв |

Склеиваемый материал

d

ρ

Р=50ρ

t

σотр=UP/πd2

мм

кгс/мм2

кг

мм

МПа(кгс/мм2)

Плоские об­разцы по рис. 1 Испытание на сдвиг

Склеиваемый материал

F

ρ

Р=50ρ

t

τсдв=Р/F

мм2

кгс/см2

кгс

мм

МПа(кгс/мм2)

t - толщина клеевого слоя; р - давление в цилиндре гидропресса (показание мано­метра); 50 - площадь поршня гидропресса, см²; Р - разрушающее усилие; F - площадь поверхности склеивания; τ_сдв - предел прочности при сдвиге; σ_отр -предел прочности при равномерном отрыве.

 

 

Контрольные вопросы

1. Какие вещества называются клеями?

2. В чем преимущество клеевых соединений перед сваркой, клепкой и другими механическими способами крепления?

3. В чем недостатки клеевых соединений?

4. Какие факторы влияют на качество клеевого шва?

5. Классификация клеев по способу изготовления, по физическому состоянию до отверждения.

6. Отличие и примеры обратимых и необратимых клеев.

7. Что такое адгезия и когезия?

8. Особенности эпоксидных клеев, области применения.

9. Какова роль пластификаторов и наполнителей в клеевых компози­циях?

10. Отвердители холодного и горячего отверждения.

11. Особенности клеев типа "Спрут", области применения.

12. Каким испытаниям подвергаются клеевые соединения?

13. Что такое гетерогенные композиции? Как определить их струк­туру?

Форма отчета

Лабораторная работа № 4.

«Исследование структуры и свойств клеевых соединений»

1. Дать сведения о выбранных клеях, их свойствах, особенностях и областях применения.

2. Зарисовать (сфотографировать) эскизы склеиваемых образцов с указанием размеров, материала образца, дать метод очистки поверхности образцов и вид растворителя для обезжиривания поверхности.

3. Дать клеевые составы с указанием назначения компонентов.

4. Указать режим отверждения клеевых составов (температура, вре­мя минимальное и оптимальное).

5. В протокол испытаний занести результаты испытаний, произвести расчеты прочностных характеристик клеевых соединений, табл. 2.

6. Зарисовать (сфотографировать) структуру клеевого соединения: структуру склеивае­мого материала образцов - субстрата и структуру клеевого шва (уве­личение в 100 раз).

7. Зарисовать (сфотографировать) структуру клеевой гетерогенной композиции (увели­чение в 100 - 500 раз):

а) определить тип надмолекулярной структуры эпоксидной или по­лиэфирной композиции в случае ев детерминации;

б) определить вид, форму и размеры частиц наполнителя.

8. Объясните влияние состава клея и режима отверждения на свой­ства клеевых соединений.