Зміст

Характеристика клеїв для пластмас.

Склеювання композитів, пластмас – який клей для композиту вибрати?.

Які є можливості з'єднання композитів?.

Які переваги має склеювання композитних матеріалів?.

Який клей використовувати для композитів?.

А може еластичні клеї для композиту?.

 

Характеристика клеїв для пластмас

Склеювання композитів, пластмас – який клей для композиту вибрати?

Композитні елементи зустрічаються практично скрізь у технічному світі, хоча ми не завжди помічаємо їх присутність. Композити можна знайти в кузовах і салонах легкових автомобілів, автобусів, вантажівок і напівпричепів з рефрижераторними (теплоізоляційними) кузовами, гвинтах вітрових електростанцій, гоночних човнах, архітектурних компонентах і тисячах інших елементів обладнання, машин, транспортних засобів і широко розуміються додатків.

То що ж таке композити? Це хімічно затверділі пластмаси, які підсилені спеціальними волокнами. Вони мають багато переваг, таких як механічна міцність при невеликій масі, можливість формування або дуже хороше співвідношення жорсткості до маси.

Які є можливості з'єднання композитів?

Композити можуть бути з'єднані декількома стандартними способами:

• З'єднання композитів між собою – зазвичай це звичайне склеювання елементів, які сформовані таким чином, що тільки після їх з'єднання створюється остаточна конструкція, яка відповідає певним вимогам щодо естетики та міцності. Зазвичай компоненти перед процесом склеювання є дуже м'якими, і існує необхідність склеювання їх у спеціальних формах з метою збереження як форми, так і розмірів.
• З'єднання композитів з несучою конструкцією – яка найчастіше виготовлена зі сталевого або алюмінієвого профілю. Елементи з композиту в цьому випадку майже завжди є декоративними покриттями. Вони є скоріше обшивкою, ніж несучою частиною конструкції.
• З'єднання елементів оздоблення – в цьому випадку мова йде, наприклад, про обклеювання вікон, оглядових люків, дверних коробів або табличок.
• Монтаж ручок та елементів для кріплення – приклеювання підсилювачів, гвинтів із спеціальними великими головками, петель, гаків, підвісок, а також замків, що служать для підсилення та підсилення гнучких конструкцій у вигляді кришок, дверних покриттів, багажних люків в автобусах, а також при кріпленні до несучих конструкцій або інших елементів.• Монтаж кріплень та елементів для кріплення – приклеювання підсилювачів, гвинтів із спеціальним великим головкою, петель, гаків, підвісок, а також замків, що служать для зміцнення та жорсткості гнучких конструкцій у вигляді кришок, дверних покриттів, багажних люків в автобусах, а також при кріпленні до несучих конструкцій або інших елементів.

Які переваги має склеювання композитних матеріалів?

Конструктори, технологи, сервісні служби та технічні фахівці в широкому розумінні вирішують склеювати композитні матеріали через кілька важливих переваг цього рішення. Найважливіші переваги склеювання композитних матеріалів:

• Найкраще співвідношення маса : жорсткість – конструкції стають все легшими, зберігаючи при цьому бажану легкість. Ця перевага має ключове значення для більшості застосувань, зокрема в транспорті, де маса є важливим фактором не тільки під час будівництва, проектування та монтажу, але й, перш за все, під час щоденного використання.
• Точкова міцність – ламінати легко послабити за допомогою гвинтових або клепаних з'єднань. Склеювання розподіляє навантаження на більшу площу і сприяє збільшенню загальної сили, що передається конструкцією.
• Герметичність – багато з'єднань у транспорті повинні відповідати вимогам герметичності, тобто бути стійкими до води, дощу, сольового туману, небажаної «вентиляції», тобто протягів. Клеєні з'єднання відповідають усім цим вимогам одночасно.
• З'єднання з іншими матеріалами – немає проблем із з'єднанням композиту з металом, склом, іншими пластмасами, деревом або декоративними елементами. Незважаючи на різні коефіцієнти теплового розширення, з'єднання є міцним і ефективним.
• Естетика – склеювання дає можливість виконати з'єднання, невидимі для непрофесіонала (а часто і для професіонала). Це важливий аспект, особливо в той момент, коли з'єднувані елементи виготовлені «на готово», і після операції склеювання не проводяться ніякі декоративні або оздоблювальні роботи.
• Стійкість до вібрацій і змінних навантажень - мова йде про важливий елемент, наприклад, у транспортних конструкціях, а також у гвинтах вітрових електростанцій. Стійкість до ударних і втомних навантажень є ключовою в цих застосуваннях. Стійкість до багатьох мільйонів циклів є важливою для конструкцій, що працюють у безперервному режимі, таких як лопаті вітрових турбін.

Який клей використовувати для композитів?

Вибір відповідного типу клею для композиту залежить від з'єднання, місця застосування, навантаження, умов роботи з'єднань, температури та інших змінних. Окрім технічних аспектів, слід враховувати також технологічні питання. У цьому аспекті структурні клеї є безперечними фаворитами. Структурний клей ідеально підходить для з'єднання композитів з металами. Важливою перевагою цього типу клеїв є можливість склеювання без необхідності підготовки поверхні. Структурні клеї характеризуються сильними розчинними властивостями майже для всіх поліефірних смол і желкотів. Варто підкреслити, що вони не руйнують під час цього склеюваних компонентів і не викликають надмірного просвіту (слід у місці склеювання, що виникає в результаті усадки затверділого клею). Метакриловий клей, як двокомпонентна речовина, твердне в усьому обсязі, без необхідності залишати з'єднані елементи на кілька днів для полімеризації. Це істотна відмінність від однокомпонентних поліуретанових клеїв. З'єднання відрізняються високим рівнем стійкості до впливу води, бензину, дизельного палива, а також температури до понад 120 градусів Цельсія. Клеї стійкі до відхилень у співвідношенні змішування, тому технологічний процес є відносно безпечним з точки зору ризиків дефектів.

Як і у випадку з будь-яким рішенням, у кожної медалі є дві сторони, тому варто згадати і про мінуси, до яких належить вища ціна цієї групи клеїв – це, однак, пояснюється вищою якістю цих продуктів порівняно з іншими групами клеїв, доступними на ринку. Структурні клеї також становлять виклик для вимог охорони праці, що пояснюється їхньою фізико-хімічною структурою. Недоліком може бути також їх запах, який нагадує медичні, стоматологічні феноли. Запах є специфічним, типовим для структурних клеїв на основі ПММА, тобто органічного скла, матеріалу, що використовується в стоматології для пломбування, склеювання постійних апаратів та декількох інших застосувань. Однак це всі мінуси такого типу, а самі клеї є повністю безпечними для інженерного середовища – вони не вимагають складного застосування, майже не викликають дефектів.

А може еластичні клеї для композиту?

Еластичні клеї, що використовуються в композитних з'єднаннях, - це насамперед MS-полімери та поліуретанові клеї. Еластичні клеї бувають одно- та двокомпонентними. При використанні однокомпонентних клеїв слід пам'ятати, що система затвердіння цих клейових препаратів полягає в реакції з вологою, що міститься в повітрі. Клей затвердіває вглиб у міру проникнення вологи в його структуру. Тому важливим параметром є ширина щілини, а не її товщина. Клей на основі поліуретану та полімеру MS твердіє зі швидкістю 2-4 мм / добу. Це означає, що 20-міліметровий шов повністю затвердіє лише через 2-4 дні, і то в оптимальних умовах. Зрештою, вже через добу можна транспортувати елементи (поверхнева плівка має попередню міцність), але навіть такий час очікування повністю заблокує монтажне місце, кріплення та цех. З огляду на ці важливі аспекти, все частіше спостерігається, що виробники вибирають двокомпонентні клеї. Затвердіння триває до години, а час залишення робочого місця значно скорочується.

Варто також звернути увагу на полімери MS (силанний полімер). Ці рішення присутні на ринку вже понад 2 десятиліття і, незважаючи на те, що вони дорожчі за поліуретанові рішення, вони не вимагають використання грунтівок, а це, в свою чергу, значно полегшує роботу і дозволяє заощадити кошти. Як і поліуретани, їх можна фарбувати, а деякі з них витримують також процедуру порошкового фарбування (поліуретанові клеї працюють лише до 90 градусів Цельсія).

Процес склеювання в конструкціях із пластику з матеріалів, армованих скловолокном, є технологією, що відповідає самій концепції пластмаси як такої. Це техніка, яка ефективно зміцнює конструкцію, технологічна, що дозволяє використовувати більшість переваг, пов'язаних з причинами, за якими композити застосовуються в конструкціях з несучою структурою.