Склеивание металлов и пластмасс - Ковачич Л.
Скачать (прямая ссылка):
6.1. СВОЙСТВА И ПОВЕДЕНИЕ КОМБИНИРОВАННОЙ КЛЕЕВОЙ СИСТЕМЫ
Комбинированное соединение — это достаточно сложная система (если соединение однородных материалов мы считали состоящим из 5 слоев, то в комбинированной системе может быть
184
Таблица 6.1. Тепловое расширение различных пластмасс
Материал Марка Коэффициент линейного теплово* го расширения, а* 10е, к-*
Полиэтилен Брален 330
Линейный полиэтилен Хостален 155
Наполненный полиэтилен Этхофил G 31/30 40
Полипропилен — 160—180
Наполненный полипропилен Профил G 60/30 40
Политетрафторэтилен — 55—150
Наполненный политетрафтор- Тефлон 1305 125
этилен Непластифицированный поли- _ 80—90
винилхлорид Полистирол Весгярон S 96
Эдистир RS 69
Ударопрочный полистирол Полистирол 427 М 80—100
АБС-пластики Новодур W 85
Терлуран 848 80—110
Наполненный АВС-пластик Абсафил G 40/35 35
Наполненный полистирол Стирафил G 30/30 40
Сополимер акрилоиитрил со Костил AN 54
стиролом Полиметилметакрилат Акрилон 80—90
Диакон ММ 9550 68
Перспекс 73
Наполненный полиметилмета- Акрилафил G 40/35 35
крилат Полиэтилентерефталат Хостадур 33
Мелинекс (пленка) 27
Поликарбонаты Макролон 3000 60—70
Дифлон (СССР) 65
Поликарбонаты, наполненные Макролои GU 30 26
стеклом Поликарбофил G 50/40 12
Полиформальдегид Делрии 500 90
Хостаформ С-9020 130
Полиформальдегид, наполнен- Формалдафил G 81/30 25
ный стеклом Полифенил еноксид С 1001 50
N 1401 67
Полиамиды (ПА-6, ПА-6,6, — 90—10Q
ПА-6,10) Полиамид, наполненный стек- Нилафил G 1/30 30
лом Полиуретаны ПУ-1 (СССР) 130-135
Фенопласты U 20 190
Пресс-массы CSN101 17—25
Пресс-массы CSN102 40—50
Картит 18—23
Текстит 15
Коросет 20—70
Аминопласты Дуранил 230 50—60
Меладур 25—50
Умакарт D 40
185
Продолжение
Материал Марка Коэффициент линейного теплового расширения, а-108, к-1
Ненасыщенные полиэфиры CHS Полиэстер 104 10-17
(слоистые пластики) (стеклоткань)
Вестопал (стеклоткань) 18—22
Вестопал (стекло, рогожа) 30-40
Вестопал (ровинг, трикотаж) 12—24
Эпоксидные смолы (отверж- CHS эпокси 110+F1 58
денные) Аралдит В+НТ 903 60-65
Эпоксидная смола, наполнен- CHS эпокси 110+МДА+стек- 28
ная стеклом ло (100 : 30 : 200 масс, ч)
до 9 слоев, причем все они будут отличаться друг от друга), поведение которой зависит от многих факторов. Гораздо большее значение, чем в соединениях однородных материалов, имеет тепловое расширение. Из табл. 6.1 видно, что тепловое расширение субстратов может различаться на порядок. Тепловое расширение ПВХ в десять раз выше, чем расширение стали, а соединения этих материалов в химической промышленности не редкость. Коэффициент теплового расширения эпоксидной смолы, с помощью которой склеивают слоистый стеклопластик, в 6—7 раз выше, в то время как коэффициент теплового расширения металла (например, стали) в 2—3 раза ниже, чем у стеклопластика.
В комбинированной системе возрастает значение увлажнения, которое может вызвать изменения размеров системы и в результате возникших напряжений привести к разрушению шва раньше, чем оно произошло бы из-за утраты адгезии в результате проникновения влаги в пограничный слой. Разница во влагопоглощении различных субстратов может достигать больших значений, доходящих до нескольких сот процентов (например, в случае полиолефинов, акрилатов, полиамидов, древесины и металлов) [2, 16, 26].
Еще одним фактором, играющим важную роль в комбинированных соединениях, является температура стеклования, выше которой пластмассы теряют прочность. В реальных условиях довольно часты случаи, когда хотя бы один из компонентов комбинированного соединения нагревается до этой температуры. При этом происходит внезапное изменение механических свойств, которое может привести к разрушению нагруженного соединения. У кристаллических материалов при низких или высоких температурах происходит изменение кристаллической структуры, что ведет к тем же последствиям. Кроме того, в соединениях пластмасс с металлами, древесиной и неорганическими субстратами опасность представляет ползучесть большинства пластиков [4, 6, 12, 16, 36, 37, 42, 66].
186
Анализ поведения клеевых соединений показывает, что клеевой шов должен быть сплошным и как можно более тонким. Для большей части клеев существует определенная оптимальная толщина слоя, которую следует учитывать при конструировании соединения и склеивании, чтобы достичь максимальной прочности. Одной из причин снижения прочности являются реологические процессы и внутренние напряжения, которые возрастают в случае толстого слоя клея. В комбинированном соединении часто используют несколько клеевых слоев, иногда вспомогательные субстраты или клеи с высоким содержанием наполнителей. Все это влияет на толщину слоя клея.
Наполнители играют важную роль как компоненты клеев при склеивании разнородных материалов. Они способствуют уменьшению разницы в механических константах клея и субстрата, коэффициентах их термического расширения, часто препятствуют стеканию клея или его вытеканию из клеевых швов. Влияние различных наполнителей на прочность клеевых соединений иллюстрируют данные, приведенные в табл. 6.2. Основными условиями при использовании наполнителя являются хорошая гомогенизация и обволакивание каждой частицы клеем. Следовательно, важна удельная поверхность наполнителя, его
