Основные компоненты клеев

Современные клеи являются сложными системами, в состав которых обычно включают основу, отвердитель (структурирующий агент), катализатор, наполнитель, растворитель, ингредиенты общего (эластифицикаторы и т.д.) и  специального  (адгезионные добавки)  назначения. Ниже рассмотрены роль каждого из этих компонентов и возможности повышения эффективности их действия.

Основа (связующие клеевых композиций). Химическая природа и строение полимеров – основы клеевых композиций – определяют комплекс основных адгезионных и когезионных характеристик состава. Наиболее существенное значение имеют вид, число и характер распределения функциональных групп в молекулярной цепи, природа и размер боковых цепей, молекулярная масса и молекулярно-массовое распределение полимера. Оптимальное сочетание этих признаков характерно для полимеров адгезионного назначения, которые отличаются повышенной поверхностной энергией и значением когезионных параметров, отвечающих наиболее эффективному смачиванию и растеканию.

Отвердители. Большинство клеев требует обязательного введения в состав отвердителя (структурирующего агента), роль которого заключается в формировании пространственных структур. Отвердители обеспечивают переход реактивного клея  из жидкого состояния в твердое в результате изменения химической структуры. Для каждого типа мономеров и олигомеров имеются свои отвердители, при этом  их вклад в адгезионную прочность очень значителен. Процесс отверждения осуществляется при формировании клеевого соединения.

Соотношение количества отвердителя и основного клеящего продукта находится в узких пределах, и избыток (также, как и недостаток) отвердителя приводит к ухудшению прочности клеевого соединения. Технологические особенности процесса склеивания и отверждения (жизнеспособность, время и температура отверждения) также определяются типом применяемого отвердителя. Химическая природа и строение молекул отвердителя во многом определяют структуру сетки, оказывают влияние на технологические свойства исходных композиций и эксплуатационные характеристики отвержденных клеев.

Катализаторы. Основная функция катализатора – ускорение процесса отверждения.

Некоторые клеящие олигомеры отверждаются без введения в систему отвердителей, процесс отверждения происходит за счет реакций функциональных групп полимера. К ним относятся фенолоформальдегидные смолы резольного типа, полиароматические олигомеры, некоторые полиакрилаты и др. В клеях, состоящих из нескольких олигомеров, отверждение может протекать за счет взаимодействия реакционноспособных групп друг с другом. Однако для отверждения большинства клеев в их состав необходимо вводить отвердители и катализаторы отверждения.

В состав некоторых клеев входят также ускорители, ингибиторы и замедлители – это вещества, которые контролируют процесс отверждения клеев. Ускоритель способствует быстрому протеканию реакции отверждения под действием катализатора, ингибитор может ее тормозить, а замедлитель – замедлить, тем самым обеспечивая сохранение готового состава до момента его использования.

Пластификаторы – это вещества, позволяющие улучшить эластичность клеевого шва и его деформационную способность за счет  увеличения гибкости молекул и подвижности надмолекулярных структур. Пластификаторы уменьшают хрупкость и температуру стеклования, повышают морозостойкость, текучесть и стойкость к термоциклированию клеевых композиций, но ухудшают их  термостойкость, снижают механическую прочность.

Растворители входят в состав многих клеев, так как   позволяют перевести полимерную основу клеев  в истинный или коллоидный раствор. Наиболее важными свойствами, которые учитываются при выборе природы  растворителя, являются растворяющая способность, скорость испарения (летучесть), пожаро- и взрывобезопасность, безвредность как самого растворителя, так и его паров. Количество растворителя определяется требуемой вязкостью адгезива и другими реологическими характеристиками последнего. Концентрация клеевого состава – важный технологический фактор, определяющий закономерности смачивания адгезивом поверхности субстрата и формирования толщины и однородности клеевого шва. В ряде случаев многокомпонентность клеевой системы требует применения не индивидуальных растворителей, а их смесей. На практике наиболее часто используют этилацетат, гексан, метилэтилкетон, реже – ацетон, бензол.

Наполнитель обеспечивает необходимую вязкость клея, придает ему тиксотропные свойства, т.е. способность не стекать с вертикальной поверхности при нанесении на нее слоя значительной толщины (до нескольких миллиметров). Наполнитель обеспечивают минимальную усадку при отверждении, способствует сближению
коэффициентов линейного термического расширения клея и субстрата, улучшает эксплуатационные свойства клеевых соединений, повышает термостойкость и др.

Введение в клеи наполнителей, как правило, снижает внутренние напряжения в клеевом шве, уменьшает ползучесть клея, при этом нередко повышается ударная прочность клеев, так как наполнитель способствует поглощению ударных нагрузок. Введение специальных наполнителей придает клеям такие свойства, как электро- и теплопроводность, антикоррозионные свойства.

Наполнители используют также для снижения стоимости клеев и придания им нужного цвета. Однако прочность клеевых соединений при комнатной температуре для ненаполненных клеев обычно выше, чем для наполненных.

Стабилизаторы вводят в состав клеев и герметиков для повышения их стойкости  к действию различных внешних условий: тепла, света, радиации. Стабилизаторы подразделяются на  антиоксиданты (предотвращают термоокислительную деструкцию) и светостабилизаторы (предотвращают изменение свойств клея под действием света).

Биоциды вводят в состав клеев для обеспечения устойчивости клеевых соединений к воздействию микроорганизмов – биоустойчивости.

Zircon - This is a contributing Drupal Theme
Design by WeebPal.