Склеювання
Основним засобом з'єднання пластмасових елементів між собою та з різними матеріалами є склеювання. Порівняно з іншими видами сполук, клейові сполуки мають рядпереваг, основними з яких євідсутність послаблень, щільність і безперервність, можливість ефективного з'єднання різнорідних матеріалів, відсутність обтяження конструкції.
Для склеюваннязастосовуютьсяголовним чиномклеї, засновані на синтетичних смолах. Синтетичні смоли дають можливість виготовити клей, що має практично будь-які заздалегідь задані властивості. Як правило, синтетичні клеїбіостійкі, водостійкі, технологічні, дають шов великої міцності.Ці якості дозволили синтетичним клеям витіснити клеї тваринного походження, засновані на високомолекулярних природних сполуках. Загальним недоліком клейових швів є їх знижена теплостійкість, що випливає з органічної природи більшості смол, що приймаються для виготовлення клеїв. Однак в даний часотриманітермостійкі клеї, що задовольняють вимогам, що висуваються до будівельних конструкцій у цьому відношенні.
Клеї розрізняються по смолах, які є основою їх виготовлення. У будівництві найбільше застосування знаходять такі види клеїв.
Фенолформальдегідні клеї виготовляються зфенолформальдегідної смоли резольного типуі складаються з неї на 40-60%. Решту складають вільний фенол, вільний формальдегід та вода (від 50 до 20%).
Термореактивнафенолформальдегідна смола може перебувати в трьох станах:у стадіїрезол, резитол і резит.
У стадіїрезол смола легко плавиться і розчиняється.
При тривалому зберіганніповільно, а при нагріванні швидкосмола переходить у станрезит - нерозчинний і неплавкий, що відповідає повній поліконденсації. Станрезитол - проміжний.
Резольний стан смоли зручний для приготування з неї клею.
Фенолформальдегідні клеї водостійкі та не розчиняються в кислоті, олії, бензині. Міцність клейового шва на зсув досягає 100-130 кг/см2.Клеї ці мають невеликий термін схоплювання, відносно недорогі та доступні.
Широке поширення фенолформальдегідні клеї марок Б та КБ-3.
Клей Б заснований на смолі Б. Він отверждается при температурі 150° протягом 15-20 хв і застосовується для склеювання фенольних склопластиків, азбестоцементу, деревних пластиків і т. п. Гаряче затвердіння прискорює процес склеювання, чим забезпечується краще використання обладнання та виробничих потужностей, але воно не завжди, однак, прийнятне.Гаряче склеювання неможливе,наприклад, при з'єднанні'конструкційних пластмас з термопластичними пластмасами, що мають невисоку теплостійкість.
Для склеювання без нагрівання, при холодному затвердінні, застосовується фенолформальдегіднийклей КБ-3,одержуваний з тієї ж смоли Б шляхом добавки до неї контакту Петрова, що єзатверджувачем, складаєтьсяз гасу і додається до нього в кількості 20% (за вагою) кислоти. Для запобігання руйнівній дії кислоти склеювані поверхні з алюмінієвих сплавів і азбестоцементу необхідно ґрунтувати: алюміній - клеєм БФ-2, азбестоцемент - поліметилметакрилатним ґрунтом П.
КлеємКБ-3 можна склеюватитакожфенольні та поліефірні склопластики, деревні пластики, термопластичні пінопласту.З метою покращення зазорозаповнюючих властивостейприсклеюванні пористих матеріалів у клей можна додавати до 10% деревного борошна.
За всіх позитивних якостей фенолформальдегідних. клеїв у разі склеювання ними таких жорстких матеріалів, як алюміній та азбестоцемент, виявляєтьсявелика крихкість шва.Щоб зменшитикрихкість клейового шва, фенолформальдегіднусмолу модифікують добавкою інших смол(в основному епоксидної) або каучуків, отримуючи так званісуміщені клеї.Суміщені клеї маютьвисоку теплостійкість (до 350°), підвищену міцність — до 350 кг/см2, дають більш еластичний шов, що добре опирається нерівномірному відриву.Але при склеюванні вонивимагають тривалої витримки при високій температурі і значному тиску, що ускладнює технологію склеювання і подорожчає остаточну продукцію.
У багатьох випадках при з'єднанні листових елементів особливо великої міцності від клейових швів не потрібно. У цих випадках на перший план висувається вимога надійності і стійкості клейового шва проти старіння в атмосферних умовах, а також економічні міркування. 4> Так,для склеювання між собою елементів з алюмінієвих сплавів застосовується фенолформальдегідний клей ФЕ-10, одержуваний добавкою до смоли десяти відсотків епоксидної смоли.
Резорціноформальдегідний клей ФР-12 виходить на основі резорцину та формальдегіду. Резорцин – кристалічна речовина білого кольору – виробляється синтетичним шляхом із бензолу. Клей ФР-12 застосовується для склеювання пластмас при кімнатній температурі. Їм погано'склеюється азбестоцемент і зовсім не склеюються алюмінієві сплави.
Сочевиноформальдегідний клей К-17 або МФ-17 виробляється на основі сечовиноформальдегідної (карбамідної) смоли.Крім сечовини і формальдегіду, вихідними продуктами для клею є також різного роду затверджувачі (кислоти) та інертні наповнювачі (деревне борошно), що застосовуються для економії смоли.Клеї до затвердіння розчиняються у воді, після затвердіння водонерозчинні.Склеювання в залежності від затверджувача може проводитися як при нормальній температурі, так і при нагріванні.Основа клею - сечовиноформальдегідна смола - і сам клей можуть бути прозорими. Міцність клейового шва на зсув 100-130 кг/см2.Клеї застосовуються для склеювання пористих матеріалів (наприклад, деревини), що добре відводять вологу.
Меламіноформальдегідний клей ММФ утворюється з меламіну та сечовиноформальдегідної смоли. "Меламін виробляється синтетичним шляхом із сечовини.
Клей ММФ більш стійкий до води та нагрівання, ніж сечовиноформальдегідні клеї.Меламіноформальдегідні смоли шляхом добавки до них затверджувачів та прискорювачів затвердіння можуть давати клеї високої якості та без сечовини.
Міцність клейового шва не менше 100 кг/см2.
Епоксидні клеї ЕД-5 та ЕД-6 виготовляються на основі епоксидних смол тих же марок. Крім смол, клеї містять різні затверджувачі. Смола ЕД-5 - рідина світло-коричневого кольору, а смола ЕД-6 - прозора рідина світло-жовтого та світло-коричневого кольору. Сировиною для їх отримання є епіхлоргідрин (рідина, що утворюється при виробництві гліцерину) і дифенілолпропан, що утворюється синтезом фенолу і ацетону.
Епоксидні смоли в затверділому стані дуже стійкі до дії лугів, кислот,розчинників, води. З усіх; клеїв епоксидні дають найміцніший шов.Затверділа епоксидна смола має межу міцності при стисканні 1250 кг/см2,. вигину-1500 кг/см2 і модуль пружності - близько 50000 кг/см2.Епоксидні смоли застосовуються для виробництва високоміцних склопластиків та для склеювання елементів із високоміцних матеріалів: склопластиків, алюмінію тощо. Клеї на основі епоксидних смол застосовуються також для склеювання бетону при ремонті та монтажі бетонних та залізобетонних конструкцій.
Недоліком епоксидних клеївєвелика жорсткість, шва. Крім того, епоксидні смоли дефіцитні та дорогі.
Для склеювання елементів будівельних конструкцій рекомендовані клеї марок ЕПЦ, що містять на одну вагову частину смоли дві-чотири вагові частини цементу. Міцність клейового шва з клею ЕПЦ становить 80-150 кг/см2. Затвердіння клею може відбуватися за нормальної температури і підігріву не більше 100° («тепле» затвердіння).
Поліефірний клей ПН-1 виходитьз поліефірної смоли тієї ж марки з додаванням до неї пластифікатора і. отверджувача. Клей застосовується, в основному, для з'єднання: елементів з поліефірних склопластиків. Клей холодного затвердіння; клейовий шов прозорий. Міцність шва коливається не більше 100—150 кг/см2.
Каучукові клеї виходять на основі латексу або гуми з добавкою в них розчинників, пластифікаторів та інших полімерів.Клейовий шов відрізняється еластичністю, а тому каучукові клеї придатні для склеювання різнорідних матеріалів, що мають коефіцієнти розширення і усадки, що сильно відрізняються.
Каучуковий клей - холодного або теплого затвердіння, міцність шва на зсув досягає 140 кг/см2. Поєднані клеї, модифікованіфенолформальдегідними смолами* мають ще більшу міцність.
Для з'єднань та склеювання елементів будівельних конструкцій з алюмінієвих сплавів, деревних плит та інших пластмас рекомендується каучуковий клей88—Н.
Полівінілацетатні клеї представляють водну* емульсію полівінілацетату, одержуваного з ацетилену та оцтової кислоти. Полівінілацетатні клеї дають безбарвний шов, затверджуються при нагріванні до 80 ° за 15-20 хв.Недоліками
клею єтермопластичність і обмежена теплостійкість, відносна дорожнеча і недостатня водостійкість.Застосовуються клеїдля склеювання деревини та деревних пластиків.
Бутварофенольні клеї БФ-2, БФ-4, БФ-6. Шляхом дії лугу на полівінілацетат виходить полівініловий спирт - тверда розчинна у воді порошкоподібна маса. Полівініловий спирт із альдегідами дає ацеталі. Масляна ацеталь полівінілового спирту - бутираль (бутвар) у поєднанні з фенольними смолами служить основою для отримання суміщених бутварофенальних клеїв марок БФ-2, БФ-4 і БФ-6.
Клеї БФ застосовуються для склеювання різних матеріалів, у тому числі і пластмас. Склеювання відбувається найкраще при нагріванні до 100-140 °. За своїми якостями та міцністю шва бутварофенольні клеї не поступаються фенолформальдегідним, але дорожчими.
Крім наведених, для виготовлення клею можуть застосовуватися інші смоли, наприклад поліуретанові, поліамідні і т. д.
Висока клеюча здатність поряд зі смолами мають також пластмасові дрібнозернисті розчини.Вони добре з'єднуються один з одним, зі звичайним бетоном, деревом, керамікою та іншими матеріалами.У будівництві випробувано застосуванняполімерцементрозчинів. При ремонтіними бетонних покриттів вибоїни очищаються від бруду і змочуються протягом 2-3 діб водою. Після цього по поверхні розрівнюється шар полівінілацетатного полімерцементрозчину товщиною до 2 см, потім укладається звичайний бетон.
Велике поширення у будівництві набувають такожклеї та мастики, створювані на основі 60-70-відсоткового латексу (1 частина) і цементу (2 частини). З метою здешевлення в цемент додають пісок, азбест та інші наповнювачі. Латекс-цементними клеями та мастиками добре склеюються між собою та один з одним бетон, метал, скло, дерево, кераміка та лінолеум, за винятком дерева з деревом та бетоном, а також металу з металом. Клейовий шов набирає 30% міцності за одну добу, повна міцність досягається за 4-7 діб.
Здатність речовини, перебуваючи в тонкому шарі, з'єднуватися з іншою речовиною, називається адгезією (клеючою здатністю).