КЛЕИ
природные или синтетич.
вещества, применяемые для соединения различных материалов за счёт образования
адгезионной связи клеевой плёнки с поверхлостями склеиваемых материалов.
Прочность клеевого соединения зависит от адгезии К. к склеиваемым
поверхностям, когезии клеевой плёнки и свойств склеиваемых материалов.
При склеивании необходимо обеспечить хорошее смачивание клеем соединяемых
поверхностей, их плотное прилегание друг к другу и макс, поверхность склеивания.
Это достигается спец. обработкой соединяемых поверхностей (механич. очисткой,
обезжириванием, шероховкой и т. п.) и конструированием склеиваемых деталей
с учётом получения большей поверхности склеивания и работы клеевого шва
при благоприятном распределении нагрузок, т. е. на сдвиг или равномерный
отрыв, а не на изгиб или отслаивание. Обычно адгезия клея к склеиваемой
поверхности превышает когезию внутри клеевой плёнки, поэтому желательно
получить клеевой шов минимальной толщины. Склеивание происходит в результате
отверждения клеевой плёнки вследствие испарения растворителя из клея-раствора,
охлаждения ниже температуры текучести клеярасплава или за счёт хим. превращений
компонентов клея.
По физическому состоянию К. представляют
собой жидкости различной вязкости (жидкие мономеры, растворы, суспензии
и эмульсии), плёнки, порошки или прутки, расплавляемые перед употреблением
или наносимые на горячие поверхности.
Режим склеивания и свойства клеевых
соединений при использовании синтетических и природных клеев
|
Тип клея
|
Склеиваемые
материалы |
Условия
склеивания |
Свойства
клеевых соединений |
|||||
|
темп-ра,
°С |
время, ч
|
избыточное
давление, Мн/м2 (кгс/смг) |
прочность
при сдвиге при 20°С для металлов, Мн/м2 (кгс/см2) |
теплостойкость,
°С |
||||
|
Синтетические
термореактивные клеи |
||||||||
|
Феноло-формальдегидный
|
Древесина,
фенопласты, графит |
20
|
4-6
|
0,2-0,4
(2-4) |
10-15
|
75-100
|
||
|
50-60
|
0,5-1,5
|
(100-150)
|
|
|||||
|
Фенольно-каучуковый
|
Металлы,
термореактивные пластики, силикатные стёкла |
150-200
|
1-2
|
0,8-2 (8-20)
|
15-25 (150-250)
|
200-300
|
||
|
Фенолъно-поливинилацетатный
|
Металлы,
пластмассы, керамика и др. |
140-200
|
0,5-1,0
|
0,8-2 (8-20)
|
15-30 (150-300)
|
200-250
|
||
|
Эпоксидный
|
Металлы,
неметаллические материалы |
20
|
24
|
0,03-0,3
(0,3-3,0) |
10-30
|
60-125
|
||
|
120-200
|
0,5-0,7
|
(100-300)
|
|
|||||
|
Полиэфирный
(на основе ненасыщенного полиэфира со стиролом) |
Металлы,
неметаллические материалы |
20
|
24
|
контактное
|
7,5-12,5
|
60-125
|
||
|
80
|
0,5
|
|
(75-125)
|
|
||||
|
Полиуретановый
|
Металлы,
неметаллические материалы |
20
|
24
|
0,05-0,5
(0,5-5) |
10-20
|
75-125
|
||
|
100
|
4
|
(100-200)
|
|
|||||
|
Резиновый
(на основе полихлоропрена) |
Резины,
неметаллические материалы, металлы, стекло |
12
|
24
|
0,02 f
(0,2) |
1,3а
(13) |
50-60
|
||
|
Карбамидный
(мочевино-формальдегидный) |
Древесина
|
20
|
4-6
|
0,1-0,5
(1,0-5,0) |
10-13°
(100-130) |
75-125
|
||
|
Кремнийорганический
|
Металлы,
неметаллические материалы |
150-250
|
1-3
|
0,3-0,8
(3-8) |
10 - 17,5
(100-175) |
350-1200
|
||
|
Синтетические
термопластичные клеи |
||||||||
|
Карбинольный
|
Металлы,
керамика, пластмассы |
20
|
24
|
0,15 (1,5)
|
10-1.5
(100-150) |
50-60
|
||
|
Полиакриловый
|
Неметаллические
материалы, металлы |
20
|
24
|
0,01-0,3
(0,1-3) |
15-25 (150
- 250) |
60-100
|
||
|
80
|
4-6
|
|||||||
|
Полиамидный
|
Неметаллические
материалы, металлы |
150
|
1
|
0,1-0,5
(1,0-5,0) |
15-25 (150-250)
|
50-60
|
||
|
Поливинилацетатный
|
Бумага,
кожи, ткани, пластические массы |
20
|
0,5-1
|
контактное
|
5-12в
(50-120) |
60
|
||
|
Перхлорвиниловый
|
Пластифицированный
и непластифицированный поливинилхлорид, ткани, пластмассы |
20
|
6-24
|
0,01-0,3
(0,1-3,0) |
4-8г
(40 - 80) |
60
|
||
|
Полибензимидазольный
|
Металлы,
стеклопластики |
150-350
|
3-5
|
1,5-4,0
(15-40) |
15-30 (150-300)
|
350-540
|
||
|
Полиимидный
|
Металлы,
стеклопластики |
180-315
|
1,5-8,0
|
0,14-0,3
(1,4-3) |
15-30 (150-300)
|
300-375
|
||
|
П р и р
о д н ы е к л е и |
||||||||
|
Казеиновый
|
Древесина,
бумага, кожа, ткани |
20
|
48
|
0,3-1,5
(3-15) |
6-8G
|
50
|
||
|
60
|
12
|
(60-80)
|
|
|||||
|
Глютиновый
(столярный) |
Древесина
|
20
|
48
|
0,3-1 (3-10)
|
5-8° (50-80)
|
50
|
||
|
3Прочность
на отрыв резины к металлу. Испытания на образцах древесины сосны, в Испытания на образцах этрола, г Испытания на образцах непластифицированного поливинилхлорида |
||||||||
К органич. К. относятся композиции
на основе природных и синтетич. полимеров. В произ-ве К. на основе природных
полимеров используют: вещества животного происхождения - продукты переработки
мездры, костей и чешуи (коллаген), крови (альбумин) и молока
(казеин); растительного происхождения - камеди, смолы, крахмал, декстрин,
натуральный каучук, гуттаперчу, зеин и соевый казеин. К. на основе природных
полимеров применяют для склеивания древесины, бумаги, кожи, текст, материалов
и т. д. Эти К. обладают невысокой устойчивостью к действию микроорганизмов
и воды. В крупнотоннажном произ-ве они в значит, мере вытесняются синтетич.
К. Для изготовления синтетич. К. используют большинство синтетич. полимеров,
производимых в пром. масштабе. Эти К. обеспечивают высокую прочность склеивания
различных материалов, обладают устойчивостью к факторам внеш. воздействия
и находят широкое применение при склеивании металлов, стекла, керамики,
пластмасс, древесины, текстильных, целлюлозных и др. материалов (см. Карбамидный
клей, Полиакриловые клеи, Полиуретановые клеи, Резиновые клеи, Феноло-алъдегидные
клеи, Эпоксидные клеи).
Элементоорганич. К. изготовляют на
основе кремнийорганич., борорганич., металлоорганич. и др. полимеров. К.
этой группы обладают очень высокой термостойкостью и термостабильностью
(обеспечивают высокую прочность соединения различных материалов при кратковрем.
нагреве до темп-ры порядка 1000 °С и выше н выдерживают длит, нагревание
при 400-600 °С). Элементоорганич. К. используют для склеивания
металлов, графита, термостойких пластмасс и др. Наиболее широкое
применение нашли кремнийорганические клеи.
В таблице приведены свойства и технологич.
характеристики типичных клеевых композиций на основе природных и синтетич.
термореактивных и термопластичных полимеров (см. Реактопласты и
Термопласты).
Клеевые
соединения, полученные с использованием синтетич. К., обладают хорошей
устойчивостью к длит, воздействию бензина, минеральных масел и алифатич.
растворителей. К. на основе термореактивных синтетич. полимеров, кроме
того, устойчивы к воздействию ароматич. растворителей. Водостойкость
клеевых соединений этого типа также достаточно высока, за исключением соединений
на основе мочевиноформальдегидных, карбинольных и поливинилацетатных К.
По функциональному назначению К.
подразделяются на конструкционные, неконструкционные и специальные. К конструкционным
К. относят композиции, обеспечивающие передачу динамич. и статич. нагрузок
от одной части детали или изделия к другой, сопряжённой с ней посредством
клеевой плёнки. Осн. требования, предъявляемые к К. этой группы: достаточно
высокая прочность при различных видах нагружения в интервале темп-р эксплуатации
изделия, отсутствие ползучести под действием длит, нагрузки и т. п. Неконструкционные
К. - композиции, применяемые для приклеивания декоративных, облицовочных
или изоляционных материалов и покрытий, контровки резьбовых соединений,
крепления мелких ненагруженных деталей (датчиков различного назначения,
токопроводящих элементов электронных приборов и т. п.). К специальным
К. относят композиции, обладающие дополнит. функционально важными свойствами,
напр, токопроводящие К., оптические К., медицинские К. и т. п.
Осн. достоинство К. - простота технологии
и малая трудоёмкость их применения. Клеевые соединения обладают высокой
прочностью, вибростойкостью, герметичностью и др. ценными показателями,
что обусловливает всё возрастающие масштабы применения К. в различных областях
нар. х-ва и быту. Широкий ассортимент совр. К. позволяет решать самые разнообразные
задачи - от создания железобетонных мостов со склеенными конструкциями
до произ-ва миниатюрных электронных приборов, от изготовления клеёной одежды
и обуви до наложения клеевых швов при операциях на внутренних органах человека,
от склеенных игрушек до винтов современных вертолётов и деталей космических
кораблей.
Лит.: Кардашов Д. А., Синтетические
клеи, 2 изд., М., 1968; Берлин А.А., Басин В. Е., Основы адгезии полимеров,
М., 1969; Хрулев В. М., Синтетические клеи и мастики, М., 1970; Handbook
of adhesives, ed. by I. Skeist, N. Y.- L., 1962. А. Б. Давыдов.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я