Склеивание металлов и пластмасс - Ковачич Л.
Скачать (прямая ссылка):
174
Прочность при сдвиге клеевых соединений обычного полистирола при склеивании растворителями и клеями на растворителях в 5—7 раз больше, чем при склеивании цианакрилатами и эпоксидами.
Сополимеры стирола можно склеивать с полистиролом модифицированными алкидными, алкилфенольными и акриловыми клеями, а также полиуретановыми, хлоропреновыми и акрило-нитрильными. Цианакрилаты для склеивания сополимеров стирола с бутадиеном не рекомендуются, а сополимеры метакрилата с бутадиеном и стиролом и акрилонитрила со стиролом склеиваются очень хорошо — прочность шва при сдвиге достигает 18 МПа.
Полиакрилаты. К полиакрилатам относятся полиметилмета-крилат (органическое стекло, а также пластины, трубы и различные прессованные изделия), сополимеры акрилатов с акрило-читрилом, органическое стекло с повышенной теплостойкостью, например полиметил-а-хлоракрилат. При склеивании полиакрилатов, так же как при склеивании полистирола, может произойти растрескивание, возникнуть внутренние напряжения.
Полиакрилаты с успехом можно склеивать растворителями, хотя число пригодных для этой цели растворителей меньше, чем при склеивании полистирола. Наиболее эффективным растворителем является хлороформ. Кроме него применяют мети-ленхлорид, ацетон, хлорбензол, ксилол, смеси растворителей, в которые дополнительно вводят метилметакрилат, гли-кольхлоргидрин, фенол, иногда добавляют органический пероксид.
Клеевой шов может оставаться мягким до 7 сут, так как растворитель испаряется медленно. Перед соединением склеиваемых поверхностей их в течение 2—3 мин (в зависимости от толщины субстрата) обрабатывают растворителем. В результате этого часть субстрата размягчается, а потом в ходе сушки подвергается усадке. Поэтому клеевые соединения полиакрилатов следует выдерживать под давлением 10—50 кПа не менее 48 ч.
Поскольку при склеивании полиакрилатов растворителями в шве легко образуются воздушные включения, рекомендуется для нанесения растворителей пользоваться шприцем. Склеиваемые детали с одного конца соприкасаются, а на другом с помощью тефлоновой прокладки образуют зазор (максимум в 1 мм), в который вводят требуемое количество растворителя; через 2—3 мин тефлоновую прокладку извлекают и шов фиксируют.
Кроме растворителей для склеивания полиакрилатов используют клеи, представляющие собой растворы полиакрилатов либо в растворителе, либо в мономере с добавкой катализатора полимеризации. Мономер растворяет субстрат и одновременно полимеризуется. Полиакрилаты очень хорошо склеиваются цианакрилатиыми клеями. Можно применять также и эласто-
175
мерные, и различные модифицированные клеи. Прочность клеевых соединений полиакрилатов достигает 45—50 МПа.
Поликарбонаты применяют в приборостроении, но чаще всего в производстве товаров широкого потребления. Следовательно, все чаще появляется необходимость в их склеивании. Поскольку поликарбонаты характеризуются высокой теплостойкостью, жесткостью и высокой температурой плавления, сварка их очень сложна, а сварка с помощью ультразвука вообще невозможна. Склеивать поликарбонаты можно растворителями, клеями на растворителях, эпоксидными, полиуретановыми, каучуковыми модифицированными и другими клеями.
Подготовка поликарбонатов к склеиванию проста и состоит в устранении загрязнений и точной подгонке склеиваемых поверхностей, так как из-за высокого модуля упругости неравномерный клеевой шов может привести при действии сдвигающих усилий к отслаиванию. Поликарбонаты очищают обезжиривающими средствами, которые не растворяют субстрат, не содержащими ароматических соединений, например фракциями бензина или водными растворами изопропанола. Растворители, такие как метиленхлорид, этиленхлорид из-за их высокой летучести используют для склеивания небольших площадей. Их наносят на 5—10 с, после чего склеиваемые поверхности складывают и в зафиксированном виде прессуют под давлением 0,3—1 МПа при 80—90 °С в течение б ч. При комнатной температуре конечная прочность достигается через 120 ч; повышение температуры до 120 °С сокращает это время до 5 ч. Если склеивание проводили при комнатной температуре, то шов длительное время чувствителен к ударам. Это имеет место и при использовании клеев, которые представляют собой 8%-ные растворы поликарбоната в указанных растворителях. Прочность полученных таким образом соединений близка к прочности субстрата.
В качестве растворителей можно использовать также хлороформ, диоксан и тетрахлорэтан. С их помощью поликарбонаты можно склеивать с другими растворимыми пластмассами. Ароматические углеводороды, их высшие эфиры и другие производные для склеивания поликарбонатов непригодны. Кетоны, эфиры, спирты и алифатические углеводороды действуют как оса-дители или вызывают растрескивание субстрата под нагрузкой и пригодны только в качестве обезжиривающих средств.
Из клеев для склеивания поликарбонатов рекомендуются цианакрилатные, однако прочность шва в этом случае ниже, чем при использовании растворителей или клеев на растворителях. Однако при склеивании клеями нет необходимости в давлении и высоких температурах, подгонка склеиваемых частей не должна быть очень точной. Этим способом можно склеивать поликарбонаты и с другими конструкционными материалами. Используя подходящие отвердители, можно достигнуть конечной прочности за 45—120 мин. Это время можно еще сократить, повысив температуру. Кроме цианакрилатных клеев используют
