Склеивание металлов и пластмасс - Ковачич Л.
Скачать (прямая ссылка):
Клеи на основе диэфиров акриловой кислоты — это, как правило, однокомпонентные низковязкие жидкости без растворителей, иногда пасты. Относятся к анаэробным клеям, полимери-зующимся в отсутствие кислорода. Анаэробные клеи поставляют в виде мономера с органическим оксидом, который в определенных условиях действует как отвердитель. Поскольку кислород играет роль ингибитора, реакция начинается после сбор-
130
ки соединения. Поэтому сосуды с клеями наполняют только до половины и для упаковки используют материалы, пропускающие кислород.
Некоторые металлы — чистый алюминий, кадмий, некоторые стали — оказывают ингибирующее действие на отверждение, поэтому применяют катализатор (активатор), который наносят на субстрат перед склеиванием в виде раствора медных или кобальтовых солей в органическом растворителе. Этот активатор часто поставляют в аэрозольной упаковке. В качестве компонента, повышающего адгезию, чаще всего используют этил-акрилаты, изобутилакрилаты и т. п.
Открытая выдержка для анаэробных клеев довольно продолжительна. После сборки соединения начинается реакция отверждения по механизму полимеризации, которая ускоряется при 120 °С. Минимальное давление отверждения — до 30 кПа.
Эти клеи склеивают металлы (алюминий, сталь), стекло, пластмассы и некоторые резины. Интервал рабочих температур— от —55 до 150 °С. Химическая стойкость такая же, как у полиметилметакрилатных клеев, а теплостойкость несколько выше.
Клеи пригодны для склеивания небольших поверхностей и изделий на конвейерах. Рекомендуется наносить клей с некоторым избытком. Вытекший клей под действием кислорода не отверждается и предохраняет края клеевого шва от действия воздуха. После достижения требуемой прочности избытки клея легко устраняются тампоном, смоченным в трихлорэтилене.
При склеивании металлов при комнатной температуре достигается прочность при сдвиге до 20 МПа, прочность при равномерном отрыве — от 15 до 41 МПа, прочность при отдире — от 2 до 25 Н/см.
Цианакрилатные клеи получают на основе алкилцианакри-латов, которые обычно отверждаются по механизму анионной полимеризации под действием слабых оснований, а также веществ, диссоциирующих с образованием ОН-групп (вода, эфиры, ацетон). Из этого следует, что склеиваемые поверхности должны быть нейтральными или слабощелочными, но не кислыми, т. е. поверхности, подвергнутые травлению в кислых растворах, должны быть нейтрализованы. Обезжиривание три-хлорэтиленом, главным образом долго хранившимся, который содержит следы НС1, тоже нежелательно. Рекомендуется обезжиривание ацетоном, поскольку клей, нанесенный непосредственно после обезжиривания, вступает в контакт с оставшимися молекулами ацетона, которые инициируют полимеризацию. Основными катализаторами полимеризации этого типа клеев являются влага воздуха и влага, содержащаяся в мономолеку-лярном слое на поверхности склеиваемых материалов. Однако собственно полимеризация наступает после сборки соединения, т. е. после прекращения доступа кислорода. Но и в этом случае некоторые субстраты могут действовать как ингибиторы.
9*
131
Цианакрилаты, как правило, однокомпонентные низковязкие жидкости, которые отлично смачивают различные поверхности и пригодны для склеивания гладких параллельных поверхностей, между которыми образуется очень тонкий клеевой слой. Он быстро полимеризуется и обеспечивает хорошую прочность. На щелочных поверхностях отверждение продолжается от 10 до 30 с, на кислых — несколько минут, поэтому в клей вводят активаторы.
Из алкил-2-цианакрилатов чаще всего применяют метил-цианакрилат, этилцианакрилат, изобутилцианакрилат, цикло-гексилцианакрилат и фенилцианакрилат.
К преимуществам этих типов клеев относятся высокая скорость отверждения и относительно высокая прочность клеевого соединения. Некоторые типы клеев стойки к очень низким температурам. Недостатком является довольно низкая теплостойкость. Их не рекомендуется использовать длительное время при температурах выше 70 °С. Влажная среда, наличие щелочей и кислот существенно снижают их долговечность. Прочность клеевого шва возрастает в течение 7 сут после отверждения и достигает максимальных значений, которые для стали составляют: при равномерном отрыве — до 21 МПа, при сдвиге — до 22 МПа. Клеевые соединения алюминия характеризуются прочностью при равномерном отрыве до 21 МПа и при сдвиге до 20 МПа.
Еще одним недостатком является высокая стоимость, которая частично компенсируется очень низким расходом клея.
Производные целлюлозы. Эти клеи относятся к очень распространенным универсальным клеям среднего качества. Производных целлюлозы, пригодных для получения клеев, много и их можно разделить на две группы: 1) сложные эфиры целлюлозы, нитраты целлюлозы и простые эфиры целлюлозы, растворимые в органических растворителях или в воде и образующие жидкие клеи; 2) ацетаты, ацетобутират и капрат целлюлозы, этилцеллюлоза и гидроксиэтилцеллюлоза, применяемые для получения термопластичных клеев-расплавов. Часто применяют смешанные эфиры, такие как ацетобутират, ацетопропионат и др., которые менее гигроскопичны и образуют более эластичное соединение.
