Склеивание металлов и пластмасс - Ковачич Л.
Скачать (прямая ссылка):
Обработку ультразвуком излучателями мощностью от 200 Вт до 10 кВт можно применять одновременно с обезжириванием в растворителях в диапазоне частот от 20 до 5000 кГц.
Действие ультразвука особенно важно прежде всего потому, что обезжиривающее вещество -само по себе не проникает в слои материала, тесно прилегающие к очищаемой поверхности, и, следовательно, не удаляет попавшие туда загрязнения, тогда как под воздействием ультразвука, имеющего интенсивность примерно 200 Вт/см2, в течение 20—60 с достигается практически полное по сравнению с обычными способами обработки обезжиривание поверхности.
Наиболее современным методом обработки поверхности перед склеиванием является ионная бомбардировка. Это вакуумный процесс (К)"1—Ю-2 Па), при котором ионы инертного газа с энергией 0,1 —10 кэВ, полученные на ускорителе, попадая на склеиваемую поверхность, производят ионное травление поверхностного слоя. Так достигается особая структура поверхности и ее повышенная чистота, причем одновременно такая обработка предотвращает ее загрязнение под воздействием окружающей среды. Данный способ используют для особо тщательной очистки металлов, пластмасс и стекла. В результате достигается отно-сительно высокая прочность даже таких соединений, как металл — полиэтилен (на эпоксидном клее). Разброс значений прочности после ионной бомбардировки субстрата составляет около 8%, в то время как при травлении разброс составляет
63
обычно 25—30%, а часто даже больше. В настоящее время применение этого способа обработки затрудняется повышенными требованиями к качеству оборудования, к квалификации обслуживающего персонала, а также тем, что с его помощью можно обрабатывать поверхность только сравнительно небольших деталей.
Особое место в данной группе способов обработки занимает сушка. Она имеет существенное значение прежде всего для анизотропных материалов, например древесины, тканей, бумаги, кожи и т. д. Влажность не только снижает адгезию большинства видов клеев при нанесении, но и может приводить к уменьшению прочности и долговечности склеенных поверхностей. Эту проблему можно решить, используя водорастворимые клеи, которые можно наносить и на влажные материалы. Однако наличие воды приводит к увеличению расхода энергии при отверждении.
2.3.1.2. Химическая обработка
Способы химической обработки также можно разделить на две группы: обработка, устраняющая загрязнения и слои, препятствующая адгезии (обезжиривание, устранение ржавчины); обработка для повышения адгезии (травление, фосфатирование, анодирование, адгезионные грунты). Иногда обезжиривание и устранение ржавчины осуществляют при повышенной температуре, чтобы увеличить эффективность и скорость процесса.
Щелочное обезжиривание, которое используют для стали и алюминиевых или титановых сплавов, наиболее эффективно. Щелочные детергенты содержат, как правило, раствор соли, моющее средство и эмульгатор, благодаря чему достигается не только растворение, но и эмульгирование и активное отделение жиров, иногда их осаждение и удержание в суспензии. Достоинством этого метода является то, что для каждой поверхности можно приготовить обезжиривающий раствор оптимального состава и выбрать нужную величину pH. Лучшие щелочные обезжиривающие средства содержат и ингибиторы коррозии. Обезжиривание проводят тампоном, в аппарате Сосклета, в ванне, в парах и т. д.
Выбор способа обработки зависит от размеров и числа обезжириваемых деталей, стойкости материала к данному составу при данной температуре, эффективности обезжиривания выбранным способом и т. д.
Для обезжиривания применяют обезжиривающие средства трех типов:
нехлорированные органические растворители (ацетон, метил-этилкетон, этилацетат, бензол, бензин, эфиры, спирты, нитро-производные углеводородов);
хлорированные органические растворители (трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, метиленхлорид, хлороформ, тетрахлорметан и
т. д.);
64
Таблица 2.2. Составы (г/л воды) основных обезжиривающих средств
для металлов
Компоненты Сплавы алюминия Сплавы магния Нержавеющая сталь
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Гидроксид натрия 25 12,5 15 30 10 12 15
Сода 12,5 1Ь 15
Метасиликат натрия 20—30 60 19 19 23 23
Фосфат натрия 30,
Пирофосфат натрия 10
Бура 38 12
Канифольное мыло 4
Щелочное мыло 3
Накконал NR* 2—3 9 3 1 1 3 4 4
* Поверхностно-актнвное вещество фнрмы «Allied Chemical Company».
растворимые в воде щелочные обезжиривающие средства и их смеси (венская известь, сода, гидроксид натрия, а также различные моющие средства).
Выбор растворителя при обезжиривании, особенно металлов, органическими растворителями очень важен. Однако мнения различных авторов относительно того, какой растворитель для какого металла или другого субстрата более пригоден, резко расходятся. Рекомендуется испытывать действие растворителя на опытных образцах.
При обезжиривании пластмасс необходимо принимать во внимание возможность их растворения в растворителе. Обезжиривание растворяющихся материалов можно производить только тампонами и в качестве обезжиривающего средства выбирать либо такой растворитель, который содержится в клее (если клей наносят после обезжиривания), либо инертный растворитель.
