Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкций - Крысин В.Н.
ISBN 5-217-00533-5
Скачать (прямая ссылка):
Когда требуется сочетание высокой прочности в широком температурном диапазоне (180...20O °С) со стойкостью к действию ударных и вибрационных нагрузок, температурных перепадов и высокой влажности, применяются разработанные в последние годы конструкционные высокотехнологичные клеи на основе эпоксидных олигомеров, модифицированные низкомолекулярными каучуками с комплексом хороших адгезионных и когезионных свойств. Двухкомпонентные клеи могут отверждаться без нагревания и с нагреванием. Особенность этих клеев — высокая скорость отверждения (надо учитывать, что наибольшая прочность достигается через месяц после начала отверждения) .
Разработаны также высокопрочные и долговечные эпоксидные клеи, позволяющие на 30...40 % снизить термические напряжения криогенных систем и повысить их стойкость к действию термоударов. Это позволяет в ряде случаев заменять механическое крепление элементов конструкций из алюминиевых сплавов в изделиях ракетно-космической техники склеиванием.
Перспективно повышение термостойкости и прочности склеиваемых изделий путем введения в структуру эпоксидных клеев—наполнителей в виде нитевидных кристаллов и усов,
Перспективность такого направления обусловлена рядом особенностей. Вследствие малого диаметра кристаллы практически лишены
23
дефектов, их прочность близка к теоретической, определяемой прочностью межатомных связей. Высокая поверхностная прочность усов способствует быстрому отверждению клеев, а химический состав --высокой их термостойкости.
Больше всего увеличивают прочность адгезионного сцепления у SiC При введении 2 % SiC предел прочности клеевых соединений при отрыве увеличивается в три раза и составляет 39...45 МПа, а после термостарения в течение 4 ч при температуре 200 °С он составляет 49...5I МПа. Предел прочности при сдвиге увеличивается в 1,5 раза.
С точки зрения термостабильности наиболее эффективно введение нитевидных кристаллов ZnO.
Одним из направлений в модифицировании эпоксидных термостойких клеев является синтез полимеров с азотосодержащими мак-рогетерогенами в цепи полигексоазоциклонов.
Весьма интересным является использование в качестве основы клеев карборансодержащих фенолоформальдегидных смол, позволяющее получать композиции, способные работать длительное время при 350...500 °С практически без изменения прочности.
Флексоны представляют собой клей на основе акрилатных смол. Механизм их отверждения различен. Главной их особенностью является способность противостоять значительным кратковременным нагрузкам и воздействиям окружающей среды.
Фенольные клеи основаны на фенолоформальдегидных смолах. Фенольные клеи существуют во множестве видов, их недостатком является то, что они часто выделяют большое количество воды при отверждении. По этой причине при их использовании применяют прессы с подогревом или автоклавы.
Полиуретановые клеи могут быть различного состава. При их использовании почти всегда требуется два компонента и специальное оборудование для смешения. В США полиуретановые клеи широко применяются в важнейших узлах ЛА. Соединения пластин из плакированного алюминия с помощью двухкомпонентного жидкого клея, не содержащего растворитель, имеют весьма хорошие прочностные характеристики при комнатной температуре. По свойствам эти клеи превосходят лучшие из эпоксидных клеев.
Разработана серия технологических однокомпонентных полиуре-тановых клеев, обладающих эластичностью и высокой адгезией с большинством материалов. Клеи этой серии отверждаются даже при минусовых температурах. Продолжительность их отверждения при температуре 30...90 0C составляет 0,5 сут. Интервал рабочих температур составляет - 60...+120 °С.
Предел прочности при равномерном отрыве сразу после склеивания составляет 0,02...0,I МПа, а через 10 сут — не менее 1 МПа.
Кроме того, разработан конструкционный клей для различных сочетаний материалов, отверждающийся при температурах —15...+ 60 °С как на воздухе, так и под водой. 24
При работе с полиуретановыми клеями не требуется специальной подготовки поверхности, поэтому их можно использовать для ремонтных работ в полевых условиях.
Пласти зольные клеи основаны на дисперсиях поливинилхлорида, переходящих при нагревании из жидких в твердые. Изменение состояния обусловлено тем, что частицы поливинилхлорида адсорбируют жидкость, в которой они диспергированы. При охлаждении происходит сгущение и образование прочного твердого вещества. Пластизольные клеи удобно применять в тех случаях, когда можно использовать источник тепла. Соединения, полученные с помощью пластизольных клеев, не разрушаются при значительных нагрузках. Эти клеи нельзя использовать для создания силовых сборок. Их можно широко применять для приклеивания панелей кабин ЛА.
Каучуковые клеи используются при температурах —60... + 6O °С.
Клеи на основе полифосфазенов отличаются высокой термостойкостью. Ни один из полимеров, кроме полифосфазенов, не обладает сочетанием низкой стоимости, химической инертности и термостабильности. Клеи на основе полифосфазенов благодаря простоте получения, доступности исходных компонентов, высоким стойкости к термоокислительной диструкции и прочности могут конкурировать с эпоксидными клеями. Клеи готовятся в виде суспензий в растворе ПАФ и ацетона и наносятся на слегка подогретые поверхности.
