Прочность клеевого соединения зависит от силы прилипания клея к склеиваемым поверхностям, прочности клеевой пленки и свойств склеиваемых материалов. Что такое адгезия Ключевое понятие процесса склеивания - адгезия. "Адгезия (от лат. adhaesio - прилипание), слипание поверхностей двух разнородных твёрдых или жидких тел. Адгезия обусловлена теми же причинами, что и адсорбция. Количественно адгезия характеризуется удельной работой, затрачиваемой на разделение тел. Эта работа рассчитывается на единицу площади соприкасающихся поверхностей и зависит от того, как производится их разделение: сдвигом вдоль поверхности раздела или отрывом в направлении, перпендикулярном поверхности. Адгезия иногда оказывается больше, чем когезия, характеризующая силу сцепления частиц внутри данного тела. В этом случае разрыв происходит когезионно - внутри наименее прочного из соприкасающихся тел. Адгезия твёрдых тел с неровной поверхностью обычно невелика, т. к. они фактически соприкасаются только отдельными выступающими участками своих поверхностей. Адгезия жидкости и твёрдого тела и двух несмешивающихся жидкостей достигает предельно высокого значения вследствие полного контакта по всей площади соприкосновения. При покрытии твёрдого тела полимером в текучем состоянии последний проникает в углубления и поры. После отвердевания полимера возникает связь, иногда называемая механической адгезией. В этом случае для отрыва полимерной плёнки необходимо преодолеть когезию в затвердевшем полимере. Для достижения предельной адгезии твёрдые тела соединяют в пластическом или эластичном состоянии под давлением, например при склеивании резиновым клеем или при холодной сварке металлов. Прочная адгезия достигается также при образовании новой твёрдой фазы на поверхности раздела, например в случае гальванических покрытий, или при возникновении поверхностных химических соединений (окисные, сульфидные и др. плёнки). Адгезия полимеров происходит лучше в том случае, если макромолекулы полярны и имеют большое число химически активных функциональных групп. Для улучшения адгезии в состав клея или плёнкообразующего полимера вводят активные добавки, молекулы которых одним концом прочно связываются с плёнкой, другим - с подложкой, образуя ориентированный адсорбционный слой. При контакте двух объёмов одного и того же полимера может произойти автогезия (самослипание), когда имеет место диффузия макромолекул или их участков из одного объёма в другой. При этом прочность связи со временем увеличивается, стремясь к пределу - когезионной прочности. Явление адгезии имеет место при сварке, паянии, лужении, склеивании, при изготовлении фотоматериалов, а также при нанесении лакокрасочных полимерных покрытий, предохраняющих металлические детали от коррозии; причинами нарушения адгезии в последнем случае являются напряжения, возникающие вследствие усадки плёнки, а также различие коэффициентов теплового расширения плёнки и металла". Как видно из определения адгезии механика склеивания определяется силами молекулярного взаимодействия, а они могут достигать больших величин. Современные клеи используются для выполнения самых ответственных соединений. Например, - вместо заклепок и сварки для склеивания элементов фезюляжей самолетов, вертолетов, космических кораблей, корпусов судов и мостовых конструкций. Склеиваться могут однородные материалы (дерево-дерево, поролон-поролон) или разнородные (дерево - металл - стекло - кожа - ткань и т.д. и т.п.). При склеивании необходимо обеспечить хорошее смачивание клеем соединяемых поверхностей, их плотное прилегание друг к другу и максимальную поверхность склеивания. Это достигается специальной обработкой соединяемых поверхностей (механической очисткой, обезжириванием, шероховкой и т.п.) и конструированием склеиваемых деталей с учётом получения большей поверхности склеивания и работы клеевого шва при благоприятном распределении нагрузок, т. е. на сдвиг или равномерный отрыв, а не на изгиб или отслаивание. Обычно адгезия клея к склеиваемой поверхности превышает когезию внутри клеевой плёнки, поэтому желательно получить клеевой шов минимальной толщины. Поэтому
на поверхности деталей, как правило, наносят тонким слоем. Клей заполняет шероховатости, проникает в поры материала и, высыхая, образует твердую и прочную прослойку, скрепляющую эти детали. Для того, что бы создать тонкие клеевые пленки в промышленных процессах обычно используют прессы и др. прижимные устройства.. Чтобы клеевой шов был менее заметен, в некоторые клеи добавляют пигменты соответствующего цвета. Если предметы пористы и легко впитывают в себя жидкости, то склеиваемые поверхности предварительно пропитывают жидким клеевым раствором. Клеи наносят при помощи кисти, тампона, шпателя, пулеверизатора и специальных клеенаносящих приспособлений и машин . В щели клей вводят шприцем. |
