Технология склеивания различных материалов.

1. Подготовить поверхность склеиваемых материалов. Производится обработка поверхности с целью увеличения поверхности соприкосновения склеиваемых материалов. Для этого производится механическая обработка поверхностей (с помощью шкурок, наждачной бумаги). В промышленности производится дробеструйная и пескоструйная обработка (поверхность подвергается бомбардировке песком), происходит очищение поверхности от ржавчины и наслоений.

2. Удаление с поверхности различных загрязнений, поверхность должна быть обезжирена (с помощью бензина), так как жир понижает адгезионные способности материала.

3. Нанесение покрытия на поверхность, после чего происходит испарение растворителя, и образуется пленка (толщина пленки должна быть минимальной, так как по мере испарения могут возникать дефекты в виде газовых пузырьков, они должна хорошо проходить через пленку). Лучше проделать эти пленки несколько раз, в несколько слоев.

4. Затем поверхности соприкасаются, подается давление (действует до полного завершения процесса склеивания). Полученное соединение испытывается по прочностным характеристикам (по прочности на сдвиг и прочности на расслаивание). Испытания проводятся на образцах определенной формы и размера и характеризуют клеящую способность.

33. Клеи и их классификация.Клеящие материалы – растворы, дисперсии или расплав органических и неорганических (реже) ВМС, которые обладают клеящей (адгезионной) способностью и способны образовывать пленки. При затвердевании на поверхности твердых тел, находящихся в контакте, клеевая пленка соединяет эти тела между собой.

Основу клеев составляет клеящий материал, в основном это органические ВМС. К клеящим композициям предъявляются следующие требования:

1) наличие высокой адгезии;

2) хорошие когезионные свойства.

Помимо клеящего вещества в состав могут сходить наполнители, растворители, пластификаторы, отвердители, антисептики и др. компоненты.

Растворители являются одним из важных компонентов, так как они необходимы для перевода клеевой композиции в вязкий раствор, удобный для нанесения на поверхность. В качестве растворителей используются органические соединения (все они токсичны). Большинство клеевых композиций – растворы или дисперсии. Однако есть системы, в которых нет растворителей. Это клей-расплавы (на поверхность наносится расплавленная полимерная смола, она затвердевает по мере охлаждения и превращается в пленку).

Для того, чтобы материал обладал высокими когезионными свойствами, он должен обладать высокой эластичностью и не иметь хрупкости шва. Для этого в систему вводят пластификаторы, которые придают эластичность системе. Именно хрупкость клеевой пленки характеризует когезионные свойства материала. Чем выше хрупкость пленки, тем хуже когезионные свойства композиции. При введении пластификаторов адгезионные свойства ухудшаются.

Большинство клеев многокомпонентны, в них присутствует взаимодействие компонентов, после которого они затвердевают, поэтому они хранятся отдельно. Двухкомпонентные клеи готовят перед нанесением, потому что срок службы у них маленький (от нескольких минут до нескольких часов). Отвердители бывают холодного и горячего отверждения (кислоты, ангидриды кислот, соединения хлоридов металлов).

Также в клеи вводят наполнители для уменьшения усадки образовавшееся пленки (кварцевый песок). Уменьшение усадки приводит к уменьшению величины внутренних напряжений в материалах, что увеличивает прочность клея и удешевляет его.

В белковые клеи, подверженные загниванию и воздействию грибков, добавляют антисептики.

Классификация клеев.

1. По происхождению

а) природные;

 - животные (мездровый, костный, казеиновый, альбуминовый, кератиновый);

 - растительные (крахмал, декстрин);

 - минеральные (силикатный, асфальтобитумный);

б) синтетические.

Животные и растительные клеи нетоксичны, способны подвергаться действию микроорганизмов. Этим они существенно отличаются от синтетических.

2. По характеру склеивания (это деление основано на отношении клеевого шва к нагреванию, к действию воды или органических растворителей)

а) обратимые (отверждение клеевой пленки происходит в результате испарения растворителей или охлаждения;

б) необратимые (необратимое склеивание достигается за счет протекающих в клеящем веществе химических реакций, необратимо превращающих пленку в твердое состояние; при этом могут образовываться трехмерно сшитые структуры, чувствительные к действию воды, тепла и химических сред).

3. По отношению к нагреванию

а) термопластичные

б) термореактивные (необратимые) отверждаются при нагревании или при введении специальных добавок – отвердителей

 - клеи холодного отверждения (не требуют специального нагревания) имеют более низкие показатели адгезионных и когезионных свойств, но удобны в использовании.

 - клеи горячего отверждения (нуждаются в специальном прогреве клеевого шва – до 150 С).

4. По водостойкости клеевого шва

а) высоководоупорные выдерживают действие холодной и кипящей воды без заметного снижения прочности склеивания (ФФК, эпоксидные, цианокрилатные)

б) водоупорные незначительно снижают прочность склеивания под воздействием воды

в) неводоупорные не выдерживают воздействие воды, значительно понижая при этом прочность склеивания или теряя ее совсем (клеи животного и растительного происхождения).

5. По назначению

а) конторские (канцелярские)

б) для наклеивания обоев

в) для склеивания древесины

г) для склеивания тканей

д) универсального применения

е) для герметизации и уплотнения.

6. По физическому состоянию и консистенции

а) в виде твердых плиток, кусков, чешуек, порошка

б) в виде жидкостей и паст

в) в виде пленок (липких лент).

34. Клеи растительного и животного происхождения. Основные свойства. Области применения.Основой клеев животного происхождения являются белковые вещества: коллаген (в мездровом и костном клеях) и казеин (в казеиновом).

Мездровый клей представляет собой смесь продуктов кожного покрова животных – коллагена. Его вырабатывают из обрезков шкур. Переработка этих отходов связана с удалением из них жира и мышечной ткани, разрыхлением коллагеновой ткани известковым раствором и последующей варкой в воде. В процессе варки получается вязкий раствор (бульон), его упаривают в вакуум-аппаратах, разливают в формы, где он охлаждается и превращается в студенообразную массу. Для получения плиточного клея ее разрезают на куски, которые высушивают на сетках в специальных сушилках. При необходимости дробят.

Костный клей вырабатывают из костей животных. При переработке костей в клей их освобождают от мускульной ткани, обезжиривают бензином, а затем обрабатывают раствором соляной кислоты, что позволяет при последующей промывке водой удалить минеральные вещества. Получаемый после обработок костный хрящ разваривают в горячей воде (при температуре 60-90С) и получают клеевой раствор. Клеевой раствор концентрируют, консервируют и отбеливают. Затем разливают в формы, где он охлаждается и застывает, превращаясь в студень. Его разрезают на пластины и подвергают сушке.

Показателями качества мездрового и костного клеев являются:

1) вязкость клеевого раствора определенной концентрации (чем выше, тем лучше клей)

2) клеящая способность.

При оценке качества клея обращают внимание на внешний вид (цвет и размеры плиток, степень измельчения), запах, содержание влаги, золы и жира, стойкость клеевого раствора к загниванию и др. В сухом состоянии мездровый и костный клеи представляют собой плитки от светло-желтого (высшие сорта) до темно-коричневого цвета. Сортность устанавливают по вязкости и клеящей способности. У высших сортов показатели наилучшие.

Достоинства мездрового и костного клеев:

1)экологичность

2) невысокая стоимость

3) клеи биологически чистые.

Недостатки:

1) длительность приготовления клеевого раствора (процесс набухания 6-12 часов)

2) необходимость постоянного нагрева и поддержания определенной температуры в течение нанесения пленки во избежание загустевания раствора и нанесенной пленки клея

3) длительность высыхания клеевого шва

4) низкая водостойкость и теплостойкость клеев (клеевой шов не должен подвергаться увлажнению и действию температуры выше 50 С)

5) легкая загниваемость, повреждение организмами.

Применяют мездровый клей для склеивания деревянных изделий и деталей (в производстве мебели), костный клей – в переплетном деле. Мездровый и костный клеи применяются в малярной технике для приготовления клеевых (водных) красочных составов (побелок). Поэтому костный клей иногда называют малярным.

Казеиновый клей. Клеящей основой является казеин – белковое вещество, выделяемое из обезжиренного молока. Выпускается в виде плотных и пористых кусков и зерен различной формы от белого до буровато-желтого цвета. Не растворяется в органических растворителях, в воде набухает.

Во влажной среде клеевой шов набухает и прочность его снижается. Недостаток – недостаточная грибостойкость. Достоинство – высокая клеящая способность. Показатели качества: прочность склеивания, внешний вид, запах, степень измельченности, растворимость. Используется для склеивания древесины в мебельном, фанерном и др. производствах. Кроме сухого, выпускается в жидком виде для склеивания бумаги и картона. Используется для приготовления красочных составов.

Клеи растительного происхождения. Основой являются крахмал (картофельный, кукурузный) и продукты его переработки.

Крахмальные клеи приготовляют из картофельного и кукурузного крахмала. Крахмал в воде не растворим, но набухает в ней при нагревании, превращаясь в клейстер. Применяют для склеивания бумаги и картона в переплетном, писчебумажном производствах. Также применяют в обувном и кожгалантерейном производствах. Используют для отделки х/б тканей и перерабатывают в декстрин. Крахмальные клеи нестойки к действию воды и грибков, поэтому склеиваемые изделия должны находиться в сухом помещении.

Декстриновый клей. Декстрин состоит из смеси продуктов гидролиза крахмала и выпускается в виде белого или желтоватого порошка, в виде кусков. Хорошо растворяется воде. Применяется для склеивания бумаги, картона, наклеивания этикеток, почтовых марок и пр. Характеризуется медленным схватыванием (поэтому не вызывает коробление).

Недостаток растительных клеев – отсутствие водоупорности и стойкости к действию бактерий и плесеней, что ограничивает их применение.