Диссертация (1173118), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Из-за объемного расширения (примерно на 2-3%) во время схватывания, шпатлевку можно успешно использовать непосредственно при вытекании охлаждающей жидкости. Послеокончательного отверждения, происходящего примерно через 24 часа, клеишпатлевки обладают настолько высокой прочностью, что не крошатся при механической обработке.1.6.
Анализ термопластичных полимерных материалов, применяемых вмашиностроенииТермопластичные полимерные материалы (клеи-расплавы) представляютсобой не содержащую растворителей специальную плавкую композицию наоснове термопластичного полимера, обладающую в расплавленном состояниихорошими клеящими свойствами.
При комнатной температуре клей-расплавпредставляет собой твердое вещество. При нагревании компоненты клеярасплава переходят из твердого состояния в жидкое. Клеевая масса в жидкомсостоянии обладает хорошей адгезией. Жидкая клейкая масса заполняет все поры и работает с различными материалами, а при комнатной температуре сноватвердеет.
Клеи-расплавы приобретают максимальную прочность сразу послеохлаждения. При этом получается прочный клеевой шов.Промышленная разработка клеев-расплавов (их часто называют термоклеями) началась только в 1960-хх годах. В настоящее время термоклеи играютважную роль во многих производственных процессах, где требуется быстроенанесение клея, быстрое склеивание и отверждение. Без клеев-расплавов многие процессы упаковки и обработки были бы в принципе невозможны. Специальным видом клея-расплава является клеевая нить, использующаяся для сты-PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com45ковки делянок строганого и лущеного шпона, состоящая из стеклянной илииной нити-основы и полимерной (полиамидной) оболочки.
Принципиальнымидостоинствами клеев-расплавов являются универсальность, простота нанесения, быстрота склеивания и водостойкость. Как и другие виды клеев, клеирасплавы наносят на чистые, подготовленные поверхности. В некоторых случаях для улучшения адгезии склеиваемые поверхности необходимо подготовить –активировать.В общем виде, все клеи-расплавы состоят из четырех основных компонентов [36, 84]: смола, полимер, воск и стабилизаторы/антиоксиданты [126,131, 134]. Рассмотрим каждый компонент, входящий в состав клея-расплаваподробнее.Клейкое вещество (смола) клея-расплава составляет 25-60%. Это канифоль, модифицированная канифоль, нефтехимические смолы.
Смола обеспечивает липкость, клейкость, стабильность.Полимер в клее-расплаве занимает 25-50%. Как правило, это этилен винил ацетат (EVA), полиэтилен (PE), резина (сополимер). Клеи-расплавы могутпроизводиться на основе самых разнообразных полимеров или их смесей. Более50% всех производимых в мире клеев-расплавов изготавливаются на основе сополимеров этилена, поскольку эти вещества сильно увеличивают адгезионнуюспособность клея-расплава.
Самый популярный из сополимеров – ЭВА (сополимер этилена с винилацетатом) [131]. В мебельной промышленности наиболеераспространены клеи-расплавы на основе этиленвинилацетата, аморфного полиальфаолефина, полиамида и реактивного полиуретана.Разбавитель клея-расплава – 10-35%. Это воск или масло. Он формируеттемпературу плавления, снижает вязкость, изменяет скорость отверждения,улучшает увлажнение поверхности.Стабилизатор клея-расплава составляет <1%.
Специальные стабилизирующие и антиокислительные добавки формируют сопротивление теплу, свету иокислению, обеспечивают сопротивление старению.Клей-расплав может содержать и другие вещества, например, пигменты,PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com46наполнители и пластификаторы. Это диоксид титана, кварц, карбонат кальция,сульфат бария, оксид цинка и пластифицирующий фталат.В состав клеев-расплавов могут входить некоторые присадки – инденкумариновые смолы, канифоль, парафин, полиэтиленовые воски, пигменты инаполнители (окись алюминия, тальк, мел, древесная мука, сажа и др.), обеспечивающие модификацию свойств клеев-расплавов.Основные виды клеев-расплавов и их преимущества представлены в табл.1.2.Таблица 1.2 – Клеи на различных основах, их преимуществаОснова клея-ПреимуществарасплаваПолиамидный- Высокая стойкость к воздействию масел;клей-расплав- Стойкость к высоким температурам;- Эластичность при низких температурах.Полиолефиновый- Сильная адгезия к полипропиленам (без корони-клей-расплаврования или аналогичной предварительной обработки);- Высокая стойкость к воздействию кислот испиртов;- Лучшая температурная стойкость, чем у расплавов на основе ЭВА.Клей-расплав- Пониженная вязкость;на основе винила-- Быстрое плавление;цетата этилена- Высокая скорость нанесения.Полиуретановый- Низкая температура нанесения;клей-расплав- Длительная жизнеспособность.Расплавы ME (MicroEmission) – это новейшие полиуретановые расплавы.Они содержат менее 0,1% мономерного изоцианата.
Это не превышает порога,считающегося опасным для здоровья и установленным для стран Евросоюза.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com47Кроме того полиуретановые расплавы при взаимодействии с влагой образуюттермореактивную пластмассу, которая не плавится и не деформируется при последующем нагревании.Клеи-расплавы в широком ассортименте производятся многими зарубежными химическими компаниями например Bostik, Jowat, Kleiberit, Novoryt,Rakoll и др. Клеи-расплавы для мебельной промышленности и деревообработкивыпускаются и отечественными предприятиями, например, клей-расплав ЛХМ1 (ТУ 13-0281078-206-92), клей-расплав КР-УК (ТУ 13-0273250-3393), клеирасплавы для облицовывания профильных погонажных элементов мебели (ТУ13-0273250-3395), клей-расплав КРУС 1, 2 (ТУ 13-936-86) и т.д., клей-расплавмебельный «Поракс-М», клеи-расплавы КР-ОН, КР 11-01 и др.Клей-расплав поставляется в виде гранул, таблеток, прутков, патронов,пленки или блоков различного цвета.
Разогрев и нанесение клеев-расплавов насклеиваемые детали осуществляется при помощи ручных пистолетов, либо наспециальных станках или в клеевых головках, встраиваемых в автоматическиелинии.Различные расплавы предназначены для разных рабочих температур.Температура склеивания, в зависимости от марки клея, может находиться впределах от 100 до 200ºС [84, 95, 129, 133].Клеи-расплавы, традиционно, не относили к группе конструкционных клеев[100, 84], что было связано с их очень низкой теплостойкостью и такими же невысокими прочностными характеристиками. Например, клеи-расплавы на основесополимеров этилена с винилацетатом размягчались при температурах 40°С ипрочность при отслаивании не превышала 2 Н/м.Клеи-расплавы традиционно используются в мебельной промышленности, вполиграфии, при склеивании крафт-бумаги, алюминиевой фольги, где не предъявлялось высоких требований к теплостойкости и адгезионной прочности.
Внастоящее время клеи-расплавы применяются в производстве изделий санитарногигиенического назначения, в том числе и одноразовых подгузников (памперсов),в текстильной промышленности, при изготовлении ковровых изделий, в полигра-PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com48фической промышленности для бесшвейного способа скрепления книжных блоков, при изготовлении переплетов, для крепления жгутов и проводов к печатнымплатам и выводным концам катушек электродвигателей и пр.Применение клеев-расплавов в качестве конструкционных материалов, т.е.при склеивании силовых элементов конструкций, связано с разработкой полиамидных и полиэфирных материалов, которые имеют температуры плавлениявыше 200°С и по значениям адгезионной прочности при склеивании нержавеющей стали не уступают эпоксидным клеям [74, 84, 95].
Например, предел прочности при сдвиге при склеивании стандартных металлических образцов составляетне менее 20 МПа, что соизмеримо с прочностью большинства эпоксидных клеевхолодного отверждения [37, 49, 74, 80, 95] и существенно выше, чем прочностьадгезионных материалов на основе полиэфирных смол [95].В качестве объектов исследования в настоящей работе выбраны два типатермопластичных клеев-расплавов отечественного производства, которые изготовлены на основе двух различных типов полимеров (сополимеров этилена с винилацетатом и низкомолекулярных полиамидов) (табл. 1.3).Таблица 1.3 – Свойства выбранных марок клеев-расплавовПараметрыМарки клеев расплавовЛетекТеплаксЦветЧерный, непрозрачныйСветло-коричневый,прозрачныйФормы поставкиЛенты, гранулы прямоугольной формыГранулы, цилиндрической формы90-110140-180-30…+60-40…+953-58-15Температура плавления, °СИнтервал рабочих температур, °СПредел прочности при равномерном отрыве соединений сталь 30ХГСА при20°С, МПаPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com49Данные материалы отличаются между собой по прочности и теплостойкости.
Выбор данных марок связан с перспективами их использования при ремонтеэлементов системы охлаждения двигателя дорожно-строительных машин, их широким распространением при проведении ремонтных работ в смежных областях инизкой стоимостью, которая в несколько раз ниже, чем у аналогичных импортныхклеев-расплавов [81, 84].1.7. Особенности физико-химических свойств полимерныхматериалов, используемых для ремонта элементов системы охлаждениядвигателя дорожно-строительных машин1.7.1.
Физическое и тепловое старение термопластичных полимерныхматериаловПри хранении и переработке полимерных материалов, а так же при эксплуатации изделий из них, полимерные материалы подвергаются различнымвнешним воздействиям, таким как тепло, свет, проникающая радиация, кислород, влага, агрессивные среды и т.д., приводящим к изменению свойств и характеристик материалов.
Эти факторы, действуя раздельно или совместно, вызывают в полимерах развитие необратимых химических реакций.Согласно ГОСТ 9.710-84 «Старение полимерных материалов. Термины иопределения»: старение полимерных материалов – это совокупность физических и химических процессов, происходящих в полимерном материале и приводящих к необратимым изменениям свойств [34]. То есть старением полимерных материалов называют самопроизвольные и необратимые процессы изменения их физико-механических свойств во времени в условиях длительного хранения, переработки и эксплуатации из-за разрушения связей в цепях макромолекул.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
