Потребительские свойства и показатели качества клеящих материалов

Функциональные свойства определяют назначение клеев. К ним относятся клеящая способность, вязкость, универсальность, химическая и термическая стойкость.

Клеящая способность обеспечивает прочность клеевого соединения. Она в основном определяется соотношением сил когезии и адгезии. Адгезионная прочность клеевого соединения зависит также от химической природы склеиваемых материалов, особенностей деформации компонентов клеевого слоя, состояния поверхности. Наибольшее влияние на прочность соединения имеют гидроксильные, эпоксидные, карбоксильные, изоцианатные и другие полярные группы в молекулах клеевой основы. Причем чем выше концентрация активных групп, тем прочнее клеевое соединение. Показатели прочности клеевого соединения зависят от его конфигурации и размеров, поэтому оцениваются по результатам испытаний стандартных образцов.

Вязкость характеризует текучесть клея и в некоторых случаях (клеи животного происхождения) прямо пропорциональна клеящей способности. Кроме того, от вязкости зависит сохранность клея.

Универсальность — способность клея соединять материалы различного происхождения. Как правило, это свойство определяется природой основы клея. Так, к универсальным клеям относят в первую очередь клеи на основе синтетических смол.

Химическая стойкость клея определяется отношением клеевого вещества к действию воды, кислот, щелочей, органических растворителей. Выражается потерей прочности клеевого соединения до и после воздействия химических реагентов. Химическая стойкость клеевого соединения может быть повышена путем герметизации (например, окрашиванием) или введением специальных добавок в состав клея.

Термическая стойкость клеевого соединения — это его устойчивость к высоким и низким температурам при кратковременном и длительном их воздействии. Она зависит от природы клея, добавок (антиоксидантов) и условий эксплуатации склеенного изделия.

К эргономическим свойствам относят удобство подготовки клеев к использованию, удобство их перевозки, хранения и использования, а также характер запаха.

Некоторые клеи требуют больших затрат времени для их подготовки к использованию. Например, клеи животного происхождения должны вначале набухнуть, затем раствориться, подвергнуться фильтрации и т.д. Правда, сейчас клеи выпускают, как правило, в готовом состоянии, в удобной упаковке с дозирующими устройствами.

Удобство перевозки и хранения зависит от агрегатного состояния клея, конструкции и формы тары.

Удобство использования клея определяется временем и трудоемкостью подготовки поверхностей материалов к склеиванию, а также временем на отверждение и высыхание клеевого шва. Время открытой выдержки означает, что после нанесения клея на поверхности их не следует соединять, пока не испарится вода или не улетучится растворитель. Для клея на водной основе оно составляет 1 —2 ч, для контактного клея на растворителе — 15 — 20 мин. Во время схватывания все еще можно поправить или переставить перед окончательной фиксацией соединения. Для клея на водной основе оно составляет 15 — 20 мин, на растворителе — 3 — 5 мин, для цианакрилатного — 15 —30 с. Во время отверждения происходит окончательное формирование пленки клея после сжатия соединяемых поверхностей. Для всех типов клея, кроме компаундов и клеев на органических растворителях, оно составляет от 12 до 48 ч. Холодное отверждение — склеивание при комнатной температуре, горячее — нагрев до температуры 60— 180 °С.

Безопасность клеящих материалов — это комплексное свойство. Прежде всего, она определяется безвредностью их компонентов для человека. Клеи на основе природных полимеров и большинства термопластичных смол безвредны. Эпоксидные клеи холодного отверждения могут вызывать заболевания кожи (дерматит, экзему), эпоксидные клеи горячего отверждения действуют на нервную систему и печень (эпихлоргидрин, толуол) или раздражают слизистую оболочку глаз и дыхательных путей (фталевый и малеиновый ангидриды). В меньшей степени токсичны фенолсодержащие, полиуретановые, полиамидные клеи. Токсичными для человека являются практически все органические легколетучие растворители, а также некоторые синтетические термореактивные смолы, используемые в качестве основы.

Безопасность клеящих материалов прямо зависит от степени защищенности человека от вредных воздействий компонентов клеящего средства. Это можно оценить по герметичности, удобству закрывания упаковки и летучести токсичных ингредиентов, то есть органических мономеров в синтетической клеевой основе.

Безопасность клеев связана с огнеопасностью органических растворителей и таких полимеров, как, например, нитроцеллюлоза. Огнестойкость обычно повышают, вводя специальные добавки (антипирены).

Надежность клеящих материалов есть способность сохранять свои функциональные свойства в заданных параметрах в течение определенного времени. Это время называется сроком хранения (сроком годности) клея. Характеризует надежность клея также его жизнеспособность, измеряемая временем, в течение которого клей, полученный смешением отдельных составляющих, пригоден для использования непосредственно перед применением из-за возможных изменений клеящей способности и вязкости. Эти изменения могут происходить вследствие отверждения или, например, студнеобразования. Особенно важен этот показатель для многокомпонентных (эпоксидных) клеев. Жизнеспособность многокомпонентных синтетических клеев обычно равна 1,5 —2 ч, а в зависимости от вида клея может быть от нескольких минут до нескольких часов.

Долговечность клеевого соединения характеризуется стабильностью свойств клея во времени и определяется по изменению его прочности в течение определенного промежутка времени. Как правило, при испытаниях клеевое соединение подвергают «ускоренному старению», а это приводит к изменению свойств адгезива.

К экологическим показателям качества клеящих материалов относится содержание вредных компонентов, выделяющихся из них в окружающую среду в процессе применения. Такими компонентами являются легколетучие органические растворители, летучие мономеры, пластификаторы и др.

Из эстетических свойств оценивают обычно цвет клея, дизайн его упаковки.