Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2016 » Июль » 28 » Классификация клеев. Ч.2.
21:49
Классификация клеев. Ч.2.

     Все клеи включают полимерную основу, чаще всего это органические полимеры. Среди неорганических полимеров наиболее широкое распространение нашли силикатные клеи, представляющие собой водные растворы нестехиометрических силикатов щелочных металлов, общей формулой xNa2SiO3*yNaOH*zH2O. Воды, разумеется, больше всего. Чем больше количество щелочи, тем легче растворяется силикат в водной среде, но, тем ниже механическая прочность клеевого соединения и его водостойкость. При высыхании силикатный клей образует полисиликатные кристаллические структуры, что и обуславливает механическую прочность клеевого шва (избыток щелочи нарушает кристаллическую структуру, что снижает прочность, и кстати, термостойкость).
    Пока мы не будем подробно останавливаться на неорганических клеях, отметим только, что их главное преимущество заключается в более высокой термостойкости и долговечности, а общее производство составляет не более 1-2% от доли всех клеев.
    Широкое распространение клеевых соединений обусловлено их простотой, легкостью и минимальным воздействием на соединяемый материал. Если в случае сварки материал испытывает сильный нагрев (сварка полимеров), или требуется высокая температура (сварка металлов или стекла), а часто нужна еще и защитная атмосфера (для титановых или алюминиевых сплавов, легированных сталей), то для клеевых соединений все это не нужно. Исходя из широкого распространения клеев в самых различных областях техники и народного хозяйства, становится понятно, почему очень сложно охватить все клеи одной классификацией.
    Итак, кроме неорганических клеев можно выделить еще органические и элементорганические клеи (полимерная матрица которых включает связи С-неметалл-С, где неметалл – любой, кроме углерода, азота или кислорода).
    По типу полимерной матрицы можно подразделить клеи на две очень большие группы: реактопластовые и термопластовые. Внутри каждой труппы существует деление по типы используемого полимера, основой термопластовых полимеров клеев служат сополимеры типа ABS (сополимер акрилатов, стирола и бутадиена в различном соотношении), полиолефины, эфиры целлюлозы и др. полимеры. Основные группы реактопластовых полимеров клеев представлены: каучуками, эпоксидными соединениями, ненасыщенными полиэфирными олигомерами, боропластиками с функциональными группами и др. Каучуки и ПВА (поливинилацетат) одновременно могут относиться к обоим группам полимерных основ клеев, в зависимости от молекулярной массы, наличия системы ОВИС, индивидуальных инициаторов, термической обработки при отверждении и др. факторов.
    Следует отметить, что даже если термопластовый резиновый или ПВА клей не предусматривает сшивки при отверждении, то, все равно, в процессе эксплуатации готового изделия, прочность шва может несколько повыситься из-за образования редкой сетки поперечных межмолекулярных связей за счет теплового воздействия, облучения ультрафиолетом, воздействия атмосферного кислорода, кислот, или одновременного воздействия ряда факторов. Впервые это явление обнаружено еще в 1960-е годы при изучении термостойкости клеевых швов на основе различным марок клеев группы ПВА.
    По типу растворителя можно очень грубо разделить все клеи на водорастворимые, водоэмульсионные и органические. Водорастворимые клеи это самая скромная группа клеев, сюда относится лишь некоторые клеи на основе эфиров целлюлозы, акрилатных олигомеров, эфиров поливинилового спирта, и др. На стадии производства клеевая основа, или полимеризуется в водной среде (что чаще), или растворяется в воде при перемешивании. Полученный материал можно назвать раствором лишь условно, это эмульсия наиболее высокомолекулярной фракции полимера в вязком концентрированном растворе олигомеров в воде. Чем выше вязкость водного раствора и чем выше сродство полимера к воде (фактически, полярность полимера), тем выше стабильность эмульсии, в том числе, при замерзании или нагревании.
    Водоэмульсионный клей можно получить на основе практически любого полимера, задача сводится к диспергированию полимера (или его вязкого пластификата) в воде, а так же, стабилизация эмульсии при помощи ПАВ или загустителей. В качестве ПАВ чаще всего используются поливиниловый спирт или НЕОНОЛ различных марок. В качестве загустителей используют карбоксиметилцеллюлозу или карбоксиэтилцеллюлозу, а также, агар, гуммиарабик, желатин, мездровый клей, и др. Чем ниже молекулярная масса полимера, тем ниже его вязкость, как следствие, легче диспергировать его в виде мелких капель (вплоть до нанорозмерности). Но, при снижении молекулярной массы полимера снижается механическая прочность клеевого шва и увеличивается время отверждения.
    Снизить время отверждения любого клея можно добавлением ОВИС, но, это снижает срок хранения клея до применения. Все клеи с ОВИС относятся к термореактивным.
    Для упрощения диспергирования высокомолекулярного полимера в воде необходимо снизить его вязкость и упростить диспергирование (разрыв капель на более мелкие при перемешивании в воде. Очень удобный метод заключается во введении пластификатора. Пластификатор не только снижает вязкость клея, но и повышает морозостойкость и ударную вязкость клеевого шва в процессе эксплуатации. Кроме того, большинство пластификаторов ускоряют сушку клеевого шва при его большой толщине (за счет раздвигания ММ полимерной матрицы, что упрощает диффузию молекул растворителя к поверхности.
    Большинство клеев кроме пластификаторов содержат смесь органических растворителей. От растворителей требуется, чтобы они все хорошо смешивались друг с другом, прекрасно растворяли полимер, и, разумеется, были минимально токсичны, доступны по цене, по возможности безопасны в пожарном отношении. Температуры кипения и теплоты испарения всех растворителей смеси должны заметно отличаться, что делает высыхание клеевого шва более быстрым и равномерным.
    По области применения можно разделить клеи на: общего назначения, водостойкие, повышенной прочности, водоотталкивающие пропитки, связующие для волокнистых и слоистых пластиков, а так же, специальные клеи (токопроводящие, огнестойкие, с высокой РЛС-проницаемостью и пр.).
    Для снижения расхода дорогих полимеров, уменьшения усадки клеевого шва, повышения механической прочности шва, повышения стойкости к огню и др., используют различные наполнители. Наиболее распространенные наполнители клеев сводятся к: древесная мука, целлюлозное и асбестовое волокна, минералы (тальк, глины, мергели, кварц, известь и пр.), порошки металлов, углеродное волокно, стеклянные волокна, и мн. др.
    Длинный ряд специальных добавок клеев, таких как: антипирены, красители и пигменты, антиоксиданты, светостабилизаторы, или полимерные наполнители, мы уже разбирали ранее и еще неоднократно коснемся впоследствии.

Категория: Полимерные материалы | Просмотров: 244 | Добавил: Chemadm | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]