Конструкционные клеи находят применение как в промышленности, так и при изготовлении изделий общего назначения. В табл. 8.1 перечислены основные группы отверждающихся конструкционных клеев. Высокотехнологичные (наиболее дорогостоящие) с оптимальными эксплуатационными характеристиками конструкционные клеи имеют форму пленок. Пленочный клей содержит отвердитель. необходимый для обеспечения прочности клеевого соединения; для клея данного тина требуется отверждение при повышенной температуре и часто особое обращение в процессе осуществления соединения. Пленочный клей часто содержит носитель или «грубый холст*, который облегчает обращение с ним. а также позволяет регулировать толщину клеевого слоя в процессе отверждения. Обычно для хранения пленочных клеен необходима пониженная температура (как правило, температура сухого льда). Эти клен широко используются в авиа-космичсской и электронной отраслях промышленности.
Таблица 8.1. Типы конструкционных клеев, их состояние и момент поставки, способ активирования и температура отверждения
|
Пастообразные клеи выпускают в виде одно — или двухупаковочных композиций и, как показывает их название, имеют состояние пасты или вязкой жидкости. Ол — ноупаковочные пастообразные клеи обычно требуют для отверждения воздействие нагрева или других видов энергии. Одноупаковочные клеи поставляют в состоянии полностью готовой к употреблению рецептуры, которая содержит все необходимые для отверждения иигридиенты. Хранение этих материалов обычно должно происходить при низких температурах. Как правило, отверждаемые одноупаковочные клен не находят применения у обычного потребителя, однако 1нп|юко используются в промышленном масштабе, особенно в машиностроении.
Двухупаковочные пастообразные клен хо|юшо известны потребителю. Эти клеи составлены таким образом, что отиердителн упаковывают в виде одного «компонента». а способные отверждаться смолы — в виде другого «компонента» композиции. Эти материалы могут храниться при комнатной температуре, а отверждение начинается в тот момент, когда смешиваются два компонента. Такие материалы широко используются в промышленности, а также известны широкому кругу потребителей.
Отверждающиеся жидкие клеи также находят достаточно широкое применение у потребителей. Эти клеи обычно поставляют в небольших удобных для упаковки количествах в магазины скобяных изделии, бакалейные лавки и другие небольшие магазины. Эти клеи отверждаются при воздействии окружающей влаги воздуха или при отсутствии контакта «• воздухом. Они сохраняют стабильные характеристики при комнатной температуре до тех пор, пока находятся внутри упаковки. Более сложные модификации таких конструкционных клеев находят применение в различных отраслях промышленности, главным обратом в электронике, в виде сочетания грунт/ жидкий клей. В данных случаях грунт содержит отвердитель, а жидкость — отверждающаяся смола. Контакт между двумя компонентами обеспечивает отверждение клея.
Другой тип конструкционного клея основан на использовании для начала отверждения ультрафиолетового излучения или видимого света. В зависимости от химических особенностей компонентов, использованных в рецептуре клея, от субстратов требуется или нс требуется прозрачность по отношению к используемому для инициирования процесса отверждения световому излучению с данной длиной волны. Отверждение одного из типов отверждаемого на свету конструкционного клея может быть инициировано световым излучением во время открытой выдержки и дальнейший процесс отверждения продолжается в закрытом клеевом соединении. Это позволяет избежать соблюдения требования о необходимости применения прозрачных субстратов.
Особый вид конструкционного клея используют дія склеивания древесины при производстве фанеры или других изделий на основе древесных материалов. Обычно такие клен применяют в виде раствора, чаще водного раствора. И процессе операции склеивания дерево абсорбирует воду или растворитель. Мри этом часто используют клеи на основе природных материалов, например, растворы фенолоформальдегид — ных смол.
Для конструктора, занимающегося проектированием клеевого соединения, необходимо представлять, в каком виде поставляются клеи, а для поставщиков клея важно знать о возможностях производст венной программы потребителя. Химику необходимо знать об этих отличиях, так как это влияет на выбор физического состояния, в кото|юм клей выпускается, что часто определяет химические особенности его использования. Например, может быть установлено, что некоторая твердая смола обеспечивает оптимальные эксплуатационные характеристики в случае оп|>еделенной рецептуры клея. Если клей не может быть использован в виде твердого материала, а должен иметь пастообразную консистенцию, то не имеет значения, что твердая смола позволит получить лучшие свойства соединения. Однако разработчик рецептуры клея может найти соответствующие вещества для изменения вязкости для перевода твердого клея в пастообразное состояние, если эти материалы не ухудшают основные ха|»актернсгикн клея, имеющего оптимальную рецептуру. Приведенный в последующих разделах анализ позволяет получить некоторое представление о свойствах материалов, используемых в рецептурах клеев. Это также лает информацию об оптимальном составе клея, который должен соблюдаться, чтобы обеспечить пригодность конструкционных клеев.