Склеивание представляет собой один из методов образования соединений деталей при сборке изделий. Клеевое соединение является альтернативой более традиционным методам механического соединения материалов, например, с использованием гвоздей, заклепок, винтов и др. Склеивание не является какой-то новой технологией соединения материалов. Об использовании клеев упоминается в древнеегипетских текстах [1] и в Библии [2]. Боммарито [3] описывает рецептуры клеев, которые были созданы в Средневековье. Одна из таких рецептур показывает, что люди в то время имели достаточное представление о создании композиционных материалов, а также об использовании высыхающих масел:
«Очень прочный, очень надежный клей».
«Возьмите плитки глиняной кровельной черепицы и измельчите их в мукомольной мельнице до состояния мелкодисперсного порошка. Добавьте такое же количество ржавчины и также измельчите смесь до получения мелкодисперсного порошка. Добавьте свежую известь в количестве, эквивалентном смеси глины и ржавчины, и введите в смесь льняное масло. Используйте сразу после приготовления для склеивания нужных материалов, так как этот клей имеет лучшие свойства, когда он свежий».
Основной этап в развитии технологии склеивания, связанный с получением синтетических клеевых соединений, приходится на начало 1900-х гг. Поэтому широкое использование клеев в качестве соединительного средства представляет собой относительно новое направление.
Все способы соединения материалов имеют присущие им преимущества, и недостатки, и склеивание не являются исключением из общего правила. В данной главе показаны некоторые положительные и отрицательные особенности склеивания как способа образования соединения материалов. Анализ этих особенностей положен в основу при изложении большинства последующих глав данной книги. Настоящая глава ставит целью:
• познакомить читателя с основными определениями, используемыми в науке об адгезии;
• дать основные представления для понимания преимуществ и недостатков использования склеивания;
• проанализировать место технологии склеивания в современной экономике и рассмотреть примеры применения клеевых соединений;
• привести дополнительную литературу, в которой рассматриваются механизм адгезии и клеи, для тех, кто только начинает специализироваться в области науки и техники клеевых соединений.
перевод с английского языка
д-ра хим. наук 10. Л. Гаращенко
под редакцией
д-ра техн. наук, проф. Г. В. Комарова
Наука об адгезии представляет обширную область знаний, которые относятся к технике, физической и органической химии. Мы предприняли попытку представить широкий взгляд на данную науку, используя собственный особый подход, который постепенно подводит читателя к полному представлению о данной отрасли. Во второе издание включены задания студентам для проработки и понимания информации, представленной в тексте.
Большая часть предлагаемой вашему вниманию книги написана с учетом того, что читатель владеет основами органической и физической химии, но не знаком с наукой об адгезии. Особое внимание уделяется пониманию науки об адгезии, а не полному и подробному описанию какого-либо раздела этой науки. Была предпринята попытка описать основные положения словами и примерами, по возможности без использования сложного математического аппарата. Каждый раздел или глава начинаются с простого обзора рассматриваемого вопроса, который позволяет получить самые начальные представления на уровне учебника. Затем читателю, который является или стремится быть специалистом в области технологии или науки об адгезии, представлено более подробное представление о рассматриваемой проблеме. Многие разделы книги включают также полезные практические советы о том, какие методы испытаний могут быть использованы, каким образом могут быть модифицированы поверхности и применение каких рецептур клеев может привести к получению приемлемых результатов. Второе издание книги включает ряд новых представлений в области химии клеев. Автор хотел представить полный вводный курс для каждой области, которая относится к науке об адгезии, а не к техническому образованию, которое имеет читатель. Так как происходит постоянное развитие науки, изменяется и наше восприятие естественных явлений. В данной книге также приведены новые аспекты понимания науки об адгезии, в частности, связи между фундаментальными представлениями об адгезии и практической прочностью клеевых соединений.
Я хочу выразить благодарность некоторым специалистам фирмы ЗМ, которые помогли мне при написании этой книги и оказали поддержку в проведении моих исследований в данной области. Я благодарен таким специалистам, как Сэм Смит, Билл Шульц, Дэйв Вэнгснесс, Тэд Вэлентайн, Брайэн Смилли, Дик Хартшорп, Дон Сейссен, Джордж Аллен, Том Сейверейд, Морган Тамски, Лэрри Клименс, Рик Не — велл и Майк Энгел. Без их благожелательного отношения и поддержки у меня не было бы возможности пройти основной путь, необходимый для подготовки данной книги к изданию. Я хочу также выразить признательность покойному профессору Бобу Кузеру из Кнокс-колледжа, который помог мне определиться и предложил специализироваться в области физической химии.