|
Синтетические клеи
Клеями называют жидкие или пастообразные многокомпонентные системы, основой (связующим) которых являются высокомолекулярные вещества, обладающие высокой адгезией к твердым поверхностям.
В зависимости от природы связующего различают клеи органического происхождения (животного и растительного) и синтетические.
Клеи первой группы (столярный, казеиновый и др.) практически вышли из употребления при изготовлении и ремонте автомобилей. Применение синтетических клеев благодаря их универсальности и высоким качествам с каждым годом расширяется. Достаточно сказать, что клеевое соединение оказывается эффективным по отношению не только к однородным, но и к разнородным материалам, причем по прочности и герметичности оно не хуже, а при склеивании тонкостенных деталей даже лучше неразъемных соединений других видов (например, заклепочного или полученного точечной сваркой). Процесс склеивания прост и, как правило,
не требует сложной оснастки. Однако многие из клеевых соединений имеют низкую теплостойкость, а некоторые со временем теряют свои свойства вследствие старения клеевой прослойки.
В число основных операций, выполняемых при склеивании, входят: подготовка поверхностей; приведение клея в рабочее состояние; нанесение клея на подготовленные поверхности, которые затем должны соединиться под необходимым давлением; выдержка склеиваемых участков деталей при определенной температуре для полного затвердевания клеевого слоя.
Подготовка поверхностей к склеиванию состоит из тех же операций, которые выполняются перед окраской. Дополнительно будущие участки клеевого шва подгоняют друг к другу и в заключение делают шероховатыми.
Для приведения клея в рабочее состояние можно при необходимости снижать его вязкость с помощью растворителей или подогрева, а также вводить отвердители, наполнители и другие компоненты.
Для того чтобы выдавить из зазора между склеиваемыми поверхностями воздух и избыток клея и создать сплошную клеевую пленку толщиной порядка 0,1 мм, шов опрессовывают. При такой толщине клеевой пленки прочность шва получается максимальной и к минимуму сводится опасность его разрушения вследствие неравенства коэффициентов линейного расширения склеиваемых материалов и затвердевшего клея.
Механизм отверждения различных клеев неодинаков: в одном случае жидкий клей становится твердым вследствие чисто физического процесса — испарения растворителя, в другом — вследствие химических превращений (полимеризации и поликонденсации), а в третьем — является результатом и испарения и химических изменений связующего компонента.
Для ускорения отверждения и улучшения качества шва окончательную сушку химически превращаемых клеев ведут при подогреве (горячее отверждение).
В эпоксидные клеи наряду со связующим компонентом вводят отвердитель, в присутствии которого клеевые соединения высыхают и без подогрева (холодное отверждение). Но при этом надо учитывать два обстоятельства:
скорость высыхания и прочность клеевого шва с холодным отверждением будут меньше, чем с горячим (при прочих равных условиях);
в клеи холодного отверждения отвердитель необходимо вводить непосредственно перед их использованием с расчетом, что они будут израсходованы в течение допустимого срока хранения (в зависимости от типа клея этот срок колеблется от 20 мин до нескольких часов).
Переход любого клея из жидкого состояния в твердое сопровождается его усадкой, от которой неизбежно в клеевой прослойке появляются разрывы, ослабляющие прочность шва. Введение в состав клея наполнителя в значительной мере уменьшает усадку, а добавка пластификатора снижает хрупкость клеевого соединения.
Одним из показателей качества клеевого шва является его прочность (на разрыв или сдвиг). Она в равной мере зависит от сил сцепления внутри затвердевшего клея (когезии), которые уменьшаются с увеличением его толщины, и от сил адгезии. Очевидно, что прочность шва будет определяться той силой, которая в нем окажется слабее. Это обстоятельство следует учитывать при выборе марки клея и типа соединения.
Классификационным признаком клеев является вид связующего, т.е. различают клеи карбинольные, фенольные, эпоксидные, полиамидные, полиакриловые, полиуретановые, резиновые и др.
Рассмотрим для примера некоторые из них.
Широкое применение нашли клеи БФ-2, БФ-4, БФ-6 (бутварофенолоальдегидные) — спиртовые растворы термореактивной фенолоформальдегидной смолы, модифицированной (для повышения эластичности швов) бутваром. БФ-2 и БФ-4 служат для соединения твердых материалов, а БФ-6 — для склеивания тканей между собой и для крепления их к металлам, пластмассам и т.д. Все клеи сери БФ поставляются потребителю в готовом виде. Клеевое соединение из них сушат при температуре 90... 150 °С в течение 1... 3 ч.
К группе фенольных клеев относится также клей марки ВС-10Т, которым приклеивают фрикционные накладки тормозных колодок.
Очень прочное соединение однородных и разнородных твердых материалов обеспечивают выпускаемые промышленностью эпоксидные клеи горячего и холодного отверждения. Они преимущественно используются в виде пастообразных масс (композиций), причем не только для склеивания, но и для заделки трещин, выравнивания вмятин и других операций при ремонте автотракторных деталей. Чтобы такого рода материалы (компаунды), поставляемые в готовом виде (без отвердителя) или приготовляемые ремонтными предприятиями из отдельных компонентов, давали особо малую усадку при отверждении, в их состав вводится до 60 % наполнителей (порошкообразных металлов, графита, сажи и др.).
Эпоксидные клеи при попадании на незащищенную кожу и их пары при вдыхании могут вызывать серьезные отравления. Соблюдение необходимых мер предосторожности при работе с ними является обязательным.
Ценным свойством цианакриловых клеев является их универсальность. Кроме того, благодаря малому времени отверждения, цианакриловые клеи позволяют значительно сократить и упростить технологические операции.
Цианакриловые клеи характеризуются:
высокой адгезией к любым металлам;
быстрым отверждением (время схватывания составляет от нескольких секунд до нескольких минут);
Таблица 13.2
