Компоненты полимерных клеев

Все важнейшие свойства клеев и герметиков, как технологические, так и эксплуатационные, зависят, прежде всего, от химической природы полимерной основы, которая может быть органической и неорганической. Наибольшее распространение получили клеи на основе органических полимеров благодаря широкому спектру обеспечиваемых ими характеристик, позволяющих эксплуатировать склеенные конструкции в различных условиях.

В качестве полимерной основы используются органические полимеры: акрилаты, различные виды каучуков, поливинилацетат, поливинилхлорид, поливиниловый спирт, фенолформальдегидные, карбамидальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические и полиэфирные смолы, полиуретаны, полиамиды, полиимиды и др.

Неорганическую природу имеют клеи на основе фосфатов и силикатов. Клеи на основе неорганических полимеров, хотя и обладают уникальной термостойкостью, применяются ограниченно.

Основными достоинствами неорганических полимерных клеев помимо высокой термостойкости (до 3000 °С) являются способность сохранять диэлектрические характеристики в широком интервале температур и отсутствие летучих компонентов. Однако такие недостатки, как сравнительно низкая прочность клеевого соединения (3—5 МПа), высокая хрупкость, необходимость отверждения при температурах 200—300 °С, ограничивают применение неорганических клеев только теми областями, где замены им нет. Это, как правило, сборка ракетно-космической техники, а также соединение деталей из конструкционной керамики, предназначенных для эксплуатации при сверхвысоких температурах и в вакууме.

В подавляющем большинстве конструкций и условий эксплуатации применение клеев на основе органических полимеров обеспечивает необходимые требования как по технологии склеивания, так и по свойствам клеевых соединений. Это достигается не только широким выбором полимерной основы клеев, но и возможностью изменять их свойства путем смешивания различных компонентов.

Основой многих органических клеев являются мономеры и олигомеры, которые становятся полимерами в процессе отверждения клея. Часто используют смешивание нескольких олигомеров или мономеров с целью получения композиций с заданными свойствами.

Помимо полимерной основы, в клеевую композицию могут входить отвердители, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, загустители и другие компоненты.

Отвердители — важнейшие компоненты большинства полимерных клеев, с их участием происходит превращение реакционноспособных жидких олигомеров и мономеров в твердый полимер. Выбор отвердите - ля зависит от химической структуры полимеробразующей основы клея и возможной технологии склеивания. В качестве отвердителей используют различные амины, пероксиды, изоцианаты, низкомолекулярные полиамиды и другие химически активные соединения.

Наполнители играют важную роль в составе клея: они снижают его текучесть, повышают прочность, теплостойкость, уменьшают усадку и внутренние напряжения в клеевом слое. Немаловажным является и экономический фактор, так как использование в составе клеев дешевых наполнителей, таких как мел, каолин, оксиды металлов и другие, снижает стоимость клеев. Кроме того, с помощью наполнителей можно повысить тепло- и электропроводность клеев, для чего используют мелкодисперсные порошки металлов, технический углерод и тому подобные материалы.

В состав многих клеев входят растворители. Их назначение — снижение вязкости и улучшение технологических свойств клея. Растворители являются неотъемлемыми компонентами всех каучуковых клеев: они переводят твердые каучуки в раствор, пригодный для нанесения на склеиваемые поверхности деталей и материалов. Хорошими растворителями большинства каучуков являются хлорсодержащие и ароматические соединения. Однако их применение не всегда возможно из-за высокой токсичности. Широко используются в качестве растворителей каучуков этилацетат и нефрас. Многие каучуковые клеи изготавливают из латексов — водных дисперсий каучуков.

Пластификаторы улучшают технологические свойства клеев, повышают эластичность, снижают хрупкость отвержденного клея. В качестве пластификаторов клеев применяют фталаты, себацинаты, фосфаты, минеральные и натуральные масла и т. п.

Для улучшения технологических свойств клеев используют также загустители и разбавители, которые не оказывают заметного влияния на эксплуатационные характеристики отвержденного клея.

Клеи, так же как и другие полимерные материалы, склонны к изменению своих свойств под воздействием факторов внешней среды: тепла, света, радиации и др. С целью предупреждения старения полимерных клеев в их состав добавляют антиоксиданты, светостабилиза- торы, антирады в количестве 2—3 % по массе. Виды противостарите- лей подбираются с учетом природы полимерной основы и условий отверждения и эксплуатации клея.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >