Главная > Химический состав непродовольственных товаров

Механизм склеивания. клеи и герметики

Склеивание — один из самых простых и надежных способов соединения материалов как в производстве товаров, так и в быту. Незаметный клеевой шов обеспечивает зрительное впечатление целостности изделия, части которого могут быть изготовлены из разнородных материалов. Для склеивания бумаги и картона, наклеивания обоев, изготовления и ремонта обуви, мебели, транспортных средств, склеивания фарфора и керамики, стекла, резины, кожи, тканей и приклеивания к ним других материалов, склеивания пластмасс, герметизации изделий, трещин в строительных конструкциях и других целей используются клеящие средства десятков наименований, различного состава, консистенции и назначения.

Клеи (адгезивы) — это композиции на основе органических или неорганических веществ, способных соединять (склеивать) материалы за счет образования прочной адгезивной связи клеевой прослойки с поверхностями соединяемых материалов.

Герметики — это композиции на основе материалов, которые наносят на болтовые, клепаные и другие поверхности в целях обеспечения их непроницаемости.

Все большее распространение получают клеи-герметики, которые не только соединяют материалы, но и обеспечивают их непроницаемость (герметичность), а также защищают различные бытовые изделия и предметы от воздействия воды, воздуха, агрессивных сред и тепла.

Широкое распространение технологии склеивания объясняется следующим:

• во многих случаях это единственно возможный способ соединения разнообразных по природе и свойствам материалов;

• многообразие клеящих средств по физическому состоянию и способам нанесения позволяет использовать их во многих технологических процессах;

• обеспечивается возможность изготовления изделий сложной формы с гладкой поверхностью без выступающих деталей крепежных элементов;

• достигается высокая прочность соединения с равномерным распределением напряжений по всей площади склеивания;

• отмечаются быстрота и экономичность клеевой сборки деталей и узлов.

Одной из задач товароведения как науки является разработка рекомендаций по использованию тех или иных товаров, в том числе клеев. Не зная, каковы условия склеивания материалов, всех факторов, влияющих на этот процесс, полностью решить эту задачу нельзя.

Клеевая пленка образуется за счет испарения растворителя из клея-раствора (например, из нитроцеллюлозного клея); химических реакций сшивания (так ведут себя синтетический столярный клей на основе аминоальдегидной смолы, эпоксидный клей); охлаждения клеевой массы (клея-расплава, который применяется при изготовлении обуви и мебели). В некоторых случаях образование клеевой пленки происходит за счет сочетания этих процессов.

Соединение двух различных тел (субстратов) с помощью химических и физических сил или тех и других вместе есть результат проявления сил адгезии. Когезия означает соединение двух идентичных тел, а также молекул самого клея. Если для скрепления тел применяют специальное вещество (адгезив), которое обеспечивает нужную прочность соединения, говорят о клеевом (адгезивном) соединении.

Прочность клеевого соединения может быть разрушена. Когда силы адгезии превышают силы когезии, это приводит к разрушению материала. Если когезия превышает адгезию, происходит отслоение клеевого шва.

Одной из сил, определяющих прочность адгезии является сила механического сцепления клея с поверхностью материала, возникающая за счет разности их температурного расширения, поэтому адгезия в значительной степени зависит от окружающей температуры, которая не должна быть выше или ниже допустимых значений. Нежелательны и резкие колебания температуры. Что касается сил когезии, то они, как правило, уступают силам адгезии, поэтому толщина пленки клея не должна превышать 0,15 мм, чтобы соединение не разрушилось по слою клея.

Существует несколько теорий адгезии, основанных на анализе межфазового контакта: термодинамическая, адсорбционная, электронная, диффузионная.

Термодинамическая теория использует понятие свободной энергии, необходимой для отделения одной фазы от другой, при этом прочность связывают с поверхностным напряжением материалов.

Адсорбционная, или химическая, теория исходит из предложения о наличии химических и межмолекулярных взаимодействий между функциональными группами адгезива и субстрата, при этом эмпирически установлено, что прочность возрастает с увеличением числа функциональных групп.

Электронная теория адгезии предполагает, что прочность соединения зависит не только от химических и межмолекулярных взаимодействий, но и от электростатического взаимодействия на границе раздела фаз, особенно если один из субстратов — металл.

Диффузионная теория говорит об образовании межфазового контакта на границе раздела за счет взаимодиффузии полимерных цепей через межфазную границу.

Считается, что для прочного контакта необходимо хорошее смачивание поверхности и растекание адгезива. Есть попытки рассчитать нагрузки, при которых возникает и распространяется трещина, т.е. разрушается прочность соединения, и прогнозировать эксплуатационные свойства соединений. Концепция слабого граничного слоя утверждает, что разрушение соединения происходит вблизи межфазовой границы, в когезионно слабом слое переходной зоны.

Качество склеивания зависит не только от прочности клеевого шва, но и от его усадки, которая может произойти при его высыхании или отверждении. При этом уменьшается объем, занимаемый материалом, а внутри клеевого соединения возникают силы, стягивающие поверхностные слои соединяемых материалов. Это приводит к короблению изделия, что совершенно недопустимо.

<<< Потребительские свойства и показатели качества клеящих материалов
Показатели и методы оценки качества нефтепродуктов >>>

Рейтинг:
  • Итоги рейтинга 2.00/5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
2.0/5 (3 голоса)

Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить