Склеивание металлов и пластмасс - Ковачич Л.
Скачать (прямая ссылка):
Очень часто склеивание производят при помощи растворителя. В этом случае применяют обезжиривающее средство, которое не растворяет склеиваемый материал.
При склеивании анизотропных пористых материалов обезжиривание не производят. Если же это необходимо, то выбирают наиболее летучий растворитель, чтобы он как можно быстрее испарился из пор, в которые он попал.
Применение органических растворителей в ряде случаев связано с опасностью образования на поверхности субстрата мономолекулярного разделительного слоя удаляемых загрязнений, который и является одним из видов слабых пограничных слоев, о котором мы говорили выше. Этот слой не только с трудом удаляется, но и приводит к снижению прочности соединения и увеличению разброса показателей прочности.
В настоящее время предпочтение отдают обезжириванию щелочными составами. Их недостаток заключается в необходимости приготовления на месте, так как они редко бывают в ви-
5—268
65
де готовых промышленных обезжиривающих средств. Очень хорошим щелочным обезжиривающим средством является венская известь, которую рекомендуется применять в сочетании с обезжириванием растворителями или с травлением кислотами. В ЧССР производимые промышленностью щелочные обезжиривающие средства известны под названием алконы.
Состав щелочных обезжиривающих средств для различных металлов [86, 87] приведен в табл. 2.2. Щелочные обезжиривающие средства пригодны для индивидуального и серийного обезжиривания. При серийном обезжиривании в ваннах с успехом используется ультразвук, который помогает устранять адсорбированные загрязнения, а обезжиривающее средство их смывает.
Щелочные обезжиривающие средства более выгодны по сравнению с органическими растворителями с экономической и гигиенической точки зрения. Они легче регенерируются и не являются летучими, как растворители, не образуют взрыво- и пожароопасные смеси. К недостаткам щелочных составов относится меньшая смачиваемость. Поэтому к ним всегда добавляют смачиватель, обычно поверхностно-активное вещество.
В случае загрязненных поверхностей обычного обезжиривания растворителями или щелочными обезжиривающими средствами недостаточно. Некоторые авторы [15] рекомендуют для обезжиривания нержавеющей стали погружение на 1 ч при комнатной температуре в раствор, содержащий 20 масс. ч. конц. HN03, 5 масс. ч. плавиковой кислоты (40%-ной) и 75 масс. ч. дистиллированной воды. Однако такой способ нельзя использовать для аустенитной стали, которую перед этим отжигали или сваривали.
ТРАВЛЕНИЕ (ОКСИДИРОВАНИЕ)
В отличие от химической очистки при травлении происходят изменения материала, его размеров, микроскопической и суб-микроскопической структуры поверхности. При травлении возрастает свободная поверхностная энергия за счет образования определенного слоя при взаимодействии субстрата с травильным раствором. Эти слои имеют, как правило, полярный характер. Травление — важнейший способ обработки поверхности субстратов, в основном металлов. В результате травления устраняются остатки жиров, которые могли остаться на поверхности, слои оксидов, образуются активные центры с полярными группами, достигается- очень тонкое и равномерное шерохова-ние поверхности под действием травильного раствора.
Травильные растворы могут быть щелочными или кислыми. Некоторые авторы считают, что кислые растворы дают более воспроизводимые результаты, чем щелочные. Это касается прежде всего сплавов алюминия, но практика показала, что то же относится и к политетрафторэтилену и стали.
66
В результате действия травильного раствора на поверхности субстрата должен образоваться слой, обладающий (Высокой адгезией к выбранному клею. Толщина, пористость и химический состав этого слоя зависят от состава, концентрации и продолжительности действия травильного раствора. При использовании обычных средств на поверхности металлов образуется слой оксида, который при последующей промывке водой гидратируется. Толщина и структура гидратированного слоя зависят от температуры, времени и pH при промывке и сушке. Активность образовавшихся оксидных слоев очень часто непродолжительна, поэтому склеивать надо сразу после травления, промывки и сушки. Если технологический процесс этого не позволяет, то необходимо защитить образовавшийся слой адгезионным грунтом.
Ниже приведены данные о процессах травления различных материалов.
Травление стали
Углеродистая сталь
Процесс I: обезжиривание в трихлорэтилеие; высушивание; травление 10 мин при 68 °С (32 масс. ч. дистиллированной воды, 10 масс. ч. H2SO4 с d= 1,84), 1 масс. ч. бихромата натрия Na2Cr207); промывка водой; сушка (струей воздуха при 40°С).
Процесс II: обезжиривание в трихлорэтилеие; сушка; травление 15 мии при 49 °С (30 масс. ч. насыщенного раствора Na2Cr207, 100 масс. ч. H2SO4 с d=l,84); промывка водой; сушка.
Процесс III: щелочное обезжиривание составом, состоящим из 15 г/л NaOH, 15 г/л Na2C03, 83 г/л метасиликата натрия, 4 г/л смоляного мыла и
4 г/л наккоиал NR; сушка; травление 2—4 мин при 15—22°С (10 об. ч. H2SO4 с d=l,84, 10 об. ч. HN03 с d=l,42 и 80 об. ч. дистиллированной воды) ; тщательная промывка холодной водой; травление 0,5—1 мии при 20— 30 °С (50—60 об. ч. НС1 с d—1,26, 2 об. ч. 30%-иой Н202, 38—48 об. ч. дистиллированной воды от общих 100 об. ч.); промывка холодной водой; сушка.
