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: 325 | Добавил: Chemadm | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 6
0
6  
А перхлорат аммония (ПХА) дорогой 900р, так он только в стробах в основном и применяется. Как руку дойдут до электролиза, многие его получают обменной реакцией NH4NO3 + KClO4 или NaClO4 только отмывать по лучше от солей Na.

0
5  
скажи хоть какой адрес в контакте то ? Не хочется что бы нить общения прервалась. Отвечать на мои вопросы будешь по желанию и по возможности. А то реактивы заканчиваются, а стробы кроме белого так и не получились angry

0
3  
Клеит нитролаком можно попробовать полусферы люсткугеля, только это хорошо при небольшой температуре, во избежание быстрого испарения растворителя. Сферы должны будут получится прочными, но хрупкими, что отлично для использования в пиротехнике.
И такой вопрос не по теме: Обычные классические пиротехнические "звездки" звездки уже не так радуют, начал осваивать процесс Мерцающих звезд ( Strobe) в связи с этим хотелось бы узнать в подробностях процесс пассивации хромпиком магния и ПАМ ( порошок алюминиевого-магниевый сплав). Сам пробовал пассивировать магний согласно литературе: 50 гр. дихромата калия на 300 мл. воды. Использовал 500 гр. магния и 25гр K2Cr2O7 на 150 мл. воды. Воды оказалось катастрофически мало подливал. Грел магний в течении часа при t 100С и добавлял в горячий раствор дихромата калия. Не хочется по напрасну переводить реактивы, тем более что цены на магний кудрявые. На форуме https://pirotehnika-ruhelp.com там вообще его надо в растворе горячем мешать пока он не станет коричневатым.
Просьба к автору - очень хотелось бы почитать вашу статью по Стробоскопам, ведь эти пиротехнические элементы считаются самыми сложными в изготовлении и кроме того как я понял у них ограниченный срок хранения. Я не видел мерцающие звезды ни разу в фейерверке на государственные праздники.
Сам лично вчера пробовал звездки по рецепту ПАМ-2 -- 23, перхлорат аммония(ПХА) - 60, BaSO4 - 17, K2Cr2O7 (стабилизатор) - 5% на коллоксилине ( раствор в ацетоне ) 2,5гр. Прессовал на прессе использую гидравлический домкрат в качестве пресса. Поджег вечером мерцают, как сварка, вблизи слепят очень сильно. Правда не успел понять есть ли зеленый цвет или нет.
Читал что стробы на перхлорате аммония насыщеннее чем нитратные. Смотрел разные патенты и читал Шимидзу и Мельникова современная пиротехника.
И не думал ли автор создать новый сайт пиротехнической тематики ? Очень актуальная тема в сегодняшнее время, когда просто купить необходимые реактивы.

0
4  
Пассивация алюминиево-магниевого порошка заключается в образовании на поверхности частиц окисной пленки. Пленка инертна, и обычно предназначена для предотвращения реакции металла с другими компонентами смеси, что снижает вероятность самовоспламенения смеси (ТРТ или пиротехнические смеси) при хранении. Что окисная пленка так же выполняет функцию создания мерцающего пламени, слышу впервые. В нашем ВУЗе в начале 1990-х пробовали подрабатывать на изготовлении салютов. Там использовали, как старые запасы со складов химкомбината Енисей, так и различный суррогат. Мерцающее, потрескивающее, искрящее, и др. пламя получали простой комбинацией стальных опилок, алюминиевой пудры и магниевой стружки в различных пропорциях. Насчет стробоскопов что-то конкретное сказать сложно, горение зависит от большого числа факторов, нужно пробовать. Надежный, хотя и сложный метод - покрытие звездки попеременно слоями составов с различной скоростью и энергетикой горения, но, здесь нужен навык. Перхлорат аммония дорог и дает высокую энергетику при солидной скорости горения, бихромат калия выполняет функцию, скорее катализатора горения. Кроме того, исходный бихромат калия в готовой композиции снижает химическую стойкость коллоксилина, что может привести к воспламенению при хранении. 23% металлического порошка это много, белый цвет перебивает любую окраску. Создавать новый сайт не считаю целесообразным, по тем же причинам, по которым прекратил работу над этим сайтом. Причины:
- хостинг и домен резко подорожали, сегодня на сайт нужно тратить порядка 800 (!) р. в месяц.
- монетизация сайта резко осложнилась, через тот же Sape практически ничего не заработать.
- очень мало свободного времени. В середине января прошлого года устроился на работу технологом химпрома, с тех пор стал намного меньше добавлять статей. Последние полгода вообще ни одной статьи. Оплата хостинга заканчивается через 3 суток. Если есть вопросы, пишите на мою страницу вконтакте.Там же, если что, будут ссылки на мои публикации.

1
1  
Меня в частности интересует вопрос о изготовлении и применении РРК растворимый рисовый крахмал. Его технология получения в домашних условиях, качества как клея для склеивания бумаги. Самый простой способ который нашел замачивание риса на сутки, измельчение чуть влажного риса в кофемолке в порошок. Ведь этот порошок содержит в себе еще и аминокислоты, но клеит довольно таки хорошо. Сейчас попробовал метод как в промышленности: сутки риса в воде с добавлением соды, потом измельчение и снова сутки с добавлением соды, потом фильтрация. Рисовый крахмал обладает большей силой склеивания по сравнению с декстрином ( хотелось бы узнать точнее на сколько приблизительно в %). Я его применял для изготовления полусфер люсткугеля.

Хочется узнать мнение автора по поводу рационального получения РРК и стоит ли овчинка выделки по сравнению с декстрином ? Во всяком случае рис стоит гораздо дешевле крахмала. wacko

0
2  
По поводу промышленного использования рисового клейстера мне сведений не попадалось. Причина проста: промышленно развитые страны имеют преимущественно прохладный климат и рис там растет плохо, а южные страны в период 18-19 века (становление и расцвет промышленного использования натуральных углеводных клеев) имели преимущественно слабую промышленность. Насчет кустарного использования рисового клея могу назвать практику северной Кореи в середине прошлого века. Там рис мололи, замачивали, затем нагревали для лучшей однородности и оптимального содержания воды. Клеил хорошо. Хотя, всем углеводным клеям свойственны несколько недостатков: малая устойчивость к воде, плохо клеят неполярные поверхности (например, пластики), нет эластичности клеевого шва (слишком хрупкий), быстро повреждается вредителями (бактерии, грибы, насекомые). Поэтому, крупного промышленного производства подобные композиции почти никогда не находили. Для снижения съедобности крахмальных клеев обычно добавляли соли меди и свинца, влагостойкость повышает небольшое количество борной кислоты (способствует трехмерной сшивке макромолекул, кроме того, масса становится плотнее, что замедляет набухание), для повышения эластичности шва в начале пробовали добавлять КМЦ или глицерин в качестве пластификатора, но, прижился лишь метод внесения некоторого количества латекса. Что касается силы склеивания, так прочная конструкция из бумаги и клея получается даже в случае простого мятого с водой и щелочью (1-2% раствор) белого хлеба. Рис дает аналогичную картину. Если нужна максимально возможная прочность среди водорастворимых клеев, тогда берите казеиновый клей (можно модифицированный бороной кислотой). Им в свое время (ПМВ и вплоть до ВМВ) клеили фанерные самолеты. Если склеивать сплошную конструкцию из бумаги с толщиной стенок до 4-5 мм, тогда прочность практически не хуже, чем у эпоксидных смол. Но, для толстостенных конструкций может негативно сказываться неравномерное просыхание при нарушении технологии склейки. Так же, недорого и очень прочно можно склеить слои бумаги при помощи тонкого слоя нитролака. Правда, иногда в нитролаки добавляют приличное количество пластификаторов (которые придают богатый букет запахов на поздних стадиях высыхания). Пластификаторы делают шов морозостойким, но, несколько снижают жесткость и прочность конструкции.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]