Крысин В.Н., Крысин М.В. - Технологические процессы формирования, намотки и склеивания конструкций, страница 7

аюв и при которых ои обрзэуст высококзчсствсипый клеевой цюв. Необходимо опрсдслить также и оитлмзль~ый режим: температуру п дзвлспис, вязкость, от которой в осповпом зависят силы повсрхиостпого пзтяжсппя, з сэсповзтсльпо, и процссс обрзэовзппя клеевых гю>тслсй. Иэмсрепие вязкости рзсинзвз традиционными мстолзмп 1>лстодом истечспин, мстодом кышллнра и т.д.) осуп>сствить псвоэможпо„ тзк кзк оп застывает срзэу жс цри подаче в иэмсритсльпую зппзрзтуру исэзвисимо от его лсрвопзчзльиой тсмпсрзтуры. Наиболее подходящим лля дзаюго случая является метод ялсриого магнитного рсэоизпса.

который осиовзп нз нэмсрспии врсмсил сливовой рслаксзции. Это время опрсдслястся распрсдслсписл> избыточной эпергии впутрп >л>иповой систсмьа и сс >юрсхо>том от рсэопируюших к >юрсэопиру>опв>м спинам. Хауактеристическос врсмн пдсрпой рслака>ции Т опрсцслнстся химическим составом и иптспснвиостью броуповского движслин в рзс>п>звс.

По эпзчспию Толрслсляется пэькпеиис вязкости рзс>шзвз, обусловлсппос„в чзсп>асти, процессами полимсриэзции, >юлиьонлепсзции. Нз рис. 1.13 привсдспз эзвисимость врсмспп рслзксзцяп Т от температуры расплава. Хзрзктерио цзличис явпо вырзжсшюго максимума в иптсрвзлс температур г = 115...130 С. Ь$ожпо выпслить несколько ланов иэмспспля расплава. 1. В пачзльпой стадии происходит постспсппос рзэмя> кпис п рзэо. грсвалис клссвоп массы при тсмнерзтуры 00...80 'С.

2. В ицтсрвзлс темпсрзтур 80...100 С происхоцит иитспсивный рзэогрсв всей мзссы, Прл эгоь> вязкость практически пе меняется в тсчеппе 30 ьап. 3. Иптсрнсп тсмпсрзтур 110...130 С хзрзктерпэустся эп>тсцсипиым плзвлсписм клссвои >пзссь>. Это оптимзльиый псриод >шя пспольэовзиия расплава. Чсрсэ 15 мип послс этого всриопз вязкость поль>п>пстся. 4, При тсь>псрзтурс свьппс 130 С происходит иптс>юивпос структурообрзэовзпис.

5. Прп тсмпсрзтурс свьппс 140 С происходит отвсрждспнс рвсялавз, > Рис, 1.13. Зависимость времсая релаксация от >силе. рзтурь> 29 В табл. 1.б приведены характеристики клеев'н области их применения. Для выбора типа клея необходимо определить осповпыс характеристики соединения, знать функции этого соединения и условия его работы. Последовательность н длителыюсть процессов обработки оказы. веют большое влияние на выбор типа клен.

Время образования адгезионной связи должно быть минимальным. Циакрилатным клеям'требуется для образования соединение леталей всего несколько секунц, а лля достижения максимальиои проч. ности — минуты. Аназробпые клен образуют соединение обычно через 15...20 мин„а максимально возможная прочность появляется через несколько часов. Однако следует отметить, что специальная обработка скленваемых поверхностей может привести к снижению этого показателя до 30 с. Для сравнения можно отметить, что эпоксидпые клен образуют соединения через несколько часов, хотя нагрев и изменение рецептуры могут уменьшить зто время до минут. Таким образом„если необходимо достигнуть желаемой прочности соединения в течение короткого времени, конструктор или технолог мокнут использовать целый комплекс мероприятий. В последнее время во всех отраслях, использующих клен для создания элементов конструкций, ведутся актнвпыс работы ло интенсификации процесса получения клеевых соецниений.

Методы интенсификации процессов склеивания можно разбить иа три группы: физико.химические, химические, мехаиохимическне. Физико-химические методы интенсификации процео.'ов получения клеевых соединений основаны на физико-химических взаимодействиях компонентов. К этим методам относятся "сшивка" исходных молекул под действием тешюты; различных видов излучений, например ультрафиолетового, рентгеновского н гамма; потоков электронов и нейтронов. Наибольшее распространение на практике получил метод сшивкн молекул под действием тешюты При использовании этого метода применяются обдув горячим воздухом, выдержка склсиваемых деталей лод горячим прессом, сушка инфракрасными лампами и т.п. Перечисленные способы обогрева относятся к наружньач сгюсобам, при этих способах имеет месго теплолередача, коввекция н лучеиспускание.

Следует отметить, что прн низкой теллопроводности скленвасмых деталей (дерево, резина и т.д,) для передачи теплоты во внутреннем слое клеевого шва требуется значительно больше времени. Для уменыпения времени нагрева попользуется высокая частота н ультразвук. При высокочастотном нагреве поверхностный слой нс нагревается. Нагрев полимеров происходит в результате преобразования внутри пих электрической энергии в тепловую. При внесении полимера в переменное электрическое поле лицсродины ориентируются в его паправ- 32 ленни. При смене знака заряда изменяется лалрзвлелн» участков молекул, Изменению этого нзлравлеиия лрелятствует ориентация соседних звеньев той жс молекулы н соседних молекул.

При навороте учлет. ков молекул выделяется теплота. Высокочастотный нагрев используется в основном дяя склеивании сравнительно небольших деталей несложной коифигурзцин. Место соединения, находящееся в попе ультразвукового излучения„ нагревается во всех точках одинаково и одновременно, что слособст" вуст ускорению начала реакции отверждения. Образование лри этом сетчатой структуры идет равномерно по всему объему полимера. Следствием этого является улучшение нрактическн всех физико-химических и эксплуатационных свойств клеевого швз, Исследования иокаэалн ирзктическую ценность этого слособз обогрева лри склеивании различных материалов. Ультразвуковое нагрсвзлне лри склеивании ислольэустсл сравнительно недавно. Применение акустической элер~ни позволяет в значительной степени интенсифицировать лроцесс отверждения клеев и улучшить качество соединений.

11ервые работы ло ультразвуковому обогреву лри склеивании локаэали его перспективность, Известны трн л~стодз склснвынгя с лримеиенисм ультразвукового обогрева. По верному методу клей обрабатывается ультразвуком, а затем наносится на субстрзты трационными слособамн. По второму методу жидкий клей обрабатываетсл ультразвуком во время сто нзлссслия яа субстрат с ламоигью слспнальиой установки. Этот метод способствует лучшему растеканию субстрзктз и дегзэа. ции клеевого слон. Третий метод применяется дли обработки клеевой лроююйки между склеивасмыми поверхностями. Характерной особенностью этого методз является кратковременное ~ювьипелнс температуры клея до 180 'С.

Методы склеивания с абогревол» лоэволяют ловысить вронэво. дительность труда (благодаря ускорению лроцссса отверждения), а также добнтьсл ловышеиил прочности и надежности клеевых конструкций. Основным недостатком этна методов является необходимость снсцизлыюго оборудования.

!.3, 1ГРЕПРЙИ Канство детзлен из ПКМ связало с технологическими л1юцес. сами лолучсиия лолуфабрикзтов — лрслрсгов н формированием иэ них иэделий. В эзвнсимостн от технологических лроцессов изготовления деталей и узлов лренрегл можно приготовлять из основ фенольль:х. элоксифсиольных, элоксидных и кремнийоргалн неких смол. Основы обычно имеют внд жидких суглспэий. Лля улучшения юхнолопюеских 2. Крысин 33 лвлв'восви вк кпц 38,4 33.4 ъя 3 ВЛ4 0.'88 0,68 Моаифввпввроизвв 22 С. суха ввлл спсмслсимиа 93'ск сухо али 93 С.

иллжпо 33.0 32.6 звл Полиз4вилисвовв- илл В0,3...В4.0 34 и физико.механических свойств прспрегов смолы часто прнмепяютсн в модифицированном виде — с добавкой лругнх полимеров Повышение теплостойкости ПКМ может осувцествляться путем применения новых полимеров: бнсмапепмидов и мзлсимидио.эпоксидпых смесей, фенолов, полиамидов, полихииоксолинов, лолнфснилхилоксолинов, лолибензнмилазолов. Прспреги па фсиольной основе обладают высокой технологичностью, негорючи, а потому нашли широкое применение прн изготовленип изделий для интерьера пассажирских самолетов. Работы с полихииоксоливвамн„полифевпьчхвпвоксоввиизми как наиболее перспективными в связи с высокимн тсплостойкостью н окисляемостью носят эа рубежом чисто экспериментальный характер.

носкольку онн очень трудоемки при обработке. Летали нз упомянутых полимеров изготовляются лрн очень высоких температуре и давлении. Время их термообработки велико. Гораздо больший интерес представляют полибспзимидазолы, которые при использовании в качестве осввовы в ПКМ изготовляютсп из олитомсрпых компонентов и обладают высокой тешюстойкостью. Изделия, изготовлепввые нз ПКМ с основой из полибеввзимидазола, способны выдерживать температуру 650 'С в течение 1 мии. Их используют в конструкциях, подвергавшихся кратковременному воздсйст. вию высоких температур.

Бисмалеимиды н полиамнды имеют. по сравнению с эпоксндными полимерами, высокую теплостойкость и болыпую вязкость. Их применяют в силовых конструкциях. В табл. К7 нривслены сравнительные механические характеристики нрспрегов пз эпоксндпых, модифицированных бисмювснмиллых н полизфнркетоппых основах. Зарубежные фирмы проявлнют нитерое к таким тсрмошвастичсскюи полимерам, кзк полизмидеимиды, полифепилснсульфилы, ввоввнсуль- фонм, полнэфнрсульфопы, волнэфнрамнды н жндкокрнсталлнческне полнмсры. Опн имеют рлд преимушеств по сравнению с зпокснцнымн ПКМ: более технологичны. могут быть использованы для повторной обработки.

имеют большую вязкость, более стойки к воэдсйствню влаги и имеют лрактнческн нсограннчеппый срок хранения в препрегах. Основные недостатки термопластнческнх полнметров, эа исключением жидкокрнстышическнх, — ннзкнс стойкость к растворителям н тешюстойкость. Снловыс конструкцнн нз ПКМ с основой нз зпоксндных смол нс нзготовпяются из-за нх малой ударной вязкости. В связи с увеличением ударной вязкостн углепластнков фирмз "Бонпг'* па самолетах Боинг 757 н Боннг 7б7 планирует повышение объема прнлгенення ПКМ в силовых конструкциях планера. Ударнал вязкость ПКМ хаю~сит от характеристик основы, свойств армнруюшего материала.