Герметизирующие материалы (герметики) применяют для уплотнения швов между элементами строительных конструкций для обеспечивания водо- и воздухонепроницаемости шва. Герметики, используемые для заделки швов в сборном домостроении, должны быть эластичными, так как такие швы меняют свои размеры в результате температурных и усадочных деформаций. Это не позволяет использовать для этих целей жесткие цементные растворы. Другой тип герметиков - монтажные герметики, - используемые для заделки швом между дверными и оконными коробками и стеной, укрепления стекол в рамах и т. п.
В зависимости от вида герметики могут быть в виде паст, мастик, вспенивающихся составов и в виде упругих и эластичных прокладок.
Герметизирующие мастики получают на основе пластично-вязких полимерных продуктов. Основное требование к мастичным гермети-кам - высокая деформативность и адгезия к материалу шва (например, к бетону). Различают герметики неотверждающиеся, отверждающиеся и высыхающие.
Неотверждающиеся герметики получают в основном на основе полиизобутилена - термоэластопласта, сохраняющего эластичность при температурах от + 80 до -60 «С. Для этой цели используют также синтетические каучуки: бутиловый, акриловый и др.
Полиизобутиленовые мастики кроме полимера содержат тонкодисперсный наполнитель (мел, тальк и др.) и мягчитель (масло). Мастика обладает водо- и атмосферостойкостью и отличной адгезией к большинству материалов. Для нагнетания мастики в швы используют шприцы со сменными патронами, наполненными составом.
Утверждающиеся герметики получают из главным образом жидких каучуков. Наибольшее распространение в строительстве получили тиоколовые герметики; в меньшей степени - полиуретановые и силиконовые. Отверждение мастик может происходить за счет введения отвердителей (вулканизаторов) или влагой и кислородом воздуха.
Тиоколовая мастика - двухкомпонентный состав, включающий и себя жидкий тиоколовый каучук, наполненный сажей или светлыми порошкообразными наполнителями, и вулканизирующую пасту. Компоненты смешиваются перед заполнением шва. Через 1...3 сут паста непосредственно в шве превращается в резину, не теряя при этом адгезии к бетону. Этот герметик можно использовать для уплотнения стекол, установленных в металлические рамы в витринах, теплицах и т. п.
Силиконовые герметики отличаются высокой теплостойкостью и химической стойкостью.
Высыхающие герметики - вязкопластичные материалы, получаемые растворением в органических растворителях битумных, полимерных и других связующих в смеси с наполнителями. Эти материалы аналогичны холодным битумным и битумно-полимерным мастикам. Такие герметики выпускают в готовом виде и применяются при низких температурах. Недостаток таких герметиков - токсичность и пожароопасность во время проведения работ.
Монтажные пены - новый вид герметиков, представляют жидкие полимерные составы, отверждающиеся на воздухе, ннасыщенные под давлением газом. Они расфасованы в баллончики вместимостью до 1 дм 3 . При нажатии на клапан баллончика из него выходит струя вязкой жидкости, моментально вспучивающаяся и затвердевающая в виде пены через несколько часов. Такой герметик обеспечивает не только гидроизоляцию, но и теплоизоляцию шва. С успехом используют для уплотнения швов и установке дверных и оконных блоков.
Штучные герметики - жгуты и ленты. Жгуты обычно имеют круглое поперечное сечение и пористую структуру. Они эластичны и устанавливаются в шов в обжатом состоянии, что позволяет им обеспечивать герметичность шва при изменении его ширины. Ленточные герметики получают, нанося на волокнистую основу слой нетвердеющего мастичного герметика; такими лентами заклеивают шов.
Гернит - пористый эластичный жгут коричневого цвета (d=20...60 мм и длиной до 3 м), имеющий плотную пленку на поверхности.Его получают на основе атмосферостойкого негорючего полихлоропренового каучука. В шов гернит рекомендуется устанавливать с использованием клеящей мастики.
Вилатерм - жгут белого цвета, полый внутри, получаемый из вспененного полиэтилена. По свойствам вилатерм аналогичен герниту, но сохраняет эластичность при более низких температурах. Используют его также для тепловой изоляции труб.
Герлен - герметизирующая самоклеящаяся лента, представляющая собой нетвердеющую мастику из синтетического каучука, смягчителей и наполнителей, нанесенную на подложку из нетканого синтетического полотна. С другой стороны, мастика защищена от слипания разделительной лентой из парафинированной или силиконизированной бумаги. Герлен сохраняет эластичность при температурах oт 50 до + 60 «С. Толщина ленты 3 мм; ширина - 100 мм.
Ленту наклеивают на изолируемый шов, подложкой наружу. Адгезия мастики к бетону и металлу высокая. Герлен используют для герметизации швов в панельном домостроении, в тоннельных обделках и стыках водопропускных труб. Выпускают специальную марку іерлена для герметизации кузовов автомобилей.
Вопросы для СРС
К атегория: Выбор стройматериалов
Полимерные герметизирующие материалы
При монтаже стен крупнопанельных зданий панели соединяют друг с другом обычно сваркой металлических закладных деталей. При этом между панелями остаются швы шириной 20…30 мм, через которые в здание могут проникать вода и холодный воздух. Уплотняют (герметизируют) стыки между панелями специальными материалами - герметиками. Так как ширина стыка меняется во время эксплуатации здания вследствие термических и других деформаций, герметики помимо водо- и атмосферо-стойкости должны обладать упругими свойствами и хорошей адгезией к бетону.
Герметики используют также для уплотнения стыков в конструкциях с использованием стекла (конструкции с профильным стеклом, конструкции теплиц и т. п.).
В зависимости от агрегатного состояния в момент применения различают герметизирующие мастики и эластичные пористые прокладки. Герметизирующие мастики, в свою очередь, могут быть твердеющие и нетвер-деющие.
Герметизирующие нетвердеющие мастики представляют собой густовязкую однородную массу, которая остается пластичной в течение всего времени эксплуатации здания. Получают их на основе полиизобутилена и синтетических каучуков, пластифицированных минеральными маслами и наполненных порошкообразным мелом или известняком.
Наибольшее распространение среди нетвердеющих гер-метиков получила мастика УМС-50 на основе полиизобу-тилена, сохраняющая свои физико-механические свойства в интервале температур от +70 до -50 °С. Цвет мастики от светло-серого до коричневого.
Мастики на основе синтетических каучуков «Бутепрол» и МБС по свойствам близки к мастикам УМС-50.
Твердеющие мастики - вязкие липкие массы на основе полимеров, затвердевающие без подогрева. Чаще всего применяют двухкомпонентные мастики, которые поступают на стройку в виде двух паст: герметизирующей и отверждающей (вулканизирующей). Перед употреблением обе пасты тщательно смешивают одну с другой в требуемом соотношении. В виде смеси паста имеет ограниченную жизнеспособность (от 2 до 8 ч с момента смешения).
После заполнения шва конструкции мастика постепенно переходит из вязкотекучего состояния в эластичное (резиноподобное).
В затвердевшем виде такие герметики имеют хорошее сцепление с бетоном (превышающее предел прочности при разрыве самого герметика), высокую деформативность (относительное удлинение при разрыве не менее 200 %) и водостойкость. Эти свойства сохраняются в широком интервале температур.
Основной вид двухкомпонентных мастик - тиоколовые мастики, получаемые на основе жидких полисульфидных (тиоколовых) каучуков, способных к вулканизации при обычной температуре:- практически без усадки. В отвержденном виде тиоколовые каучуки обладают высокой ат-мосферо- и морозостойкостью. Нормально вулканизируются при температуре до 5 °С. Температура хрупкости -40 °С.
В качестве наполнителя в тиоколовых мастиках применяют сажу (черные мастики) и каолин (светлые мастики).
В строительстве преимущественно используют тиоколовые мастики У-ЗОм, ГС-1 и КБ-0,5 (черного цвета) и АМ-0,5 (светло-серого цвета).
Тиоколовые мастики не взрывоопасны и не токсичны. Перед работой с тиоколовыми мастиками руки густо намыливают и дают мылу просохнуть. Это облегчает очистку рук от мастики.
При проектировании и маркировке бетонных и железобетонных конструкций согласно СНиП 2.03.01-84 основными показателями качества бетона (в соответствии с ГОСТ 25192-82) являются: класс по прочности на сжатие В; марка по средней плотности D (для конструкций, к которым помимо конструктивных предъявляются требования теплоизоляции); марка по морозостойкости F (для конструкций, подвергающихся в увлажненном состоянии действию попеременного замораживания и оттаивания); марка по водонепроницаемости W (для конструкций, к которым предъявляются требования по ограничению проницаемости).
По прочности на сжатие установлены следующие классы бетона: В 3,5; В 5; В 7,5; В 10; В 12,5; В 15; В 20; В 25; В 30; В 35; В 40; В 45; В 50; В 55; В 60. Классы по прочности на сжатие отвечают гарантированной прочности бетона (МПа) с обеспеченностью 0,95. Это значит, что в каждой партии товарного бетона (или бетонных конструкций) не допускается более 5% замесов бетона (или отдельных конструкций), имеющих прочность на сжатие менее указанной в обозначении класса на данный вид бетона (или бетонных изделий).
Класс бетона по прочности на сжатие устанавливается, как правило, в возрасте 28 суток. Однако допустимо устанавливать класс бетона по прочности в другом возрасте, назначаемом исходя из возможных реальных сроков загружения конструкции проектными нагрузками, способа ее возведения и условий твердения бетона. Например, для гидротехнических конструкций с длительным сроком ввода в эксплуатацию длительность твердения бетона может быть 90…180 дней, что позволяет снизить расход цемента при сохранении класса бетона.
По средней плотности (кг/м3) легкие бетоны делятся на марки от D 800 до D 2000 (с интервалом 100 кг/м3), а ячеистые - от D 500 до D 1200.
Марки по морозостойкости для различных видов бетона устанавливаются в следующих пределах: для тяжелых бетонов от F 50 до F 500; для легких - от F 25 до F 500; для ячеистых - от F 15 до F 100.
Марки бетона по водонепроницаемости: W2; W4; W6; W8; W10; W12.
Меняя расход воды и цемента, марку используемого цемента, вид и количество крупного и мелкого заполнителя, можно получать бетоны, значительно отличающиеся между собой по строительным свойствам - прочности, морозостойкости, водопоглощению, усадке и стоимости. Оптимальным для конкретных условий строительства и последующей эксплуатации будет такой состав бетона, который удовлетворяя техническим требованиям строительства, имеет наименьшую стоимость. Наиболее дефицитной и дорогостоящей частью бетона является цемент. Поэтому обычно стремятся подобрать состав бетона с минимальным расходом цемента.
птимальный состав бетона определяют расчетно-эксперименталь-ным методом в три этапа: 1. Проектирование состава бетона на основе исходных данных с помощью формул, графиков и таблиц. 2. Уточнение состава бетона на пробных замесах. 3. Определение фактического расхода составляющих материалов на I м3 бетона, исходя из расхода материалов на оптимальный пробный замес и объема этого замеса, вычисленного по экспериментально определенной средней плотности бетонной сйеси.
Окончательно состав бетона может быть выражен в виде расхода материалов на 1 м3 бетона или в частях по массе или по объему по отношению к цементу (В/Ц при этом всегда выражается по массе).
Для проектирования состава бетона необходимо иметь следующие исходные данные: назначение бетона; требуемую прочность бетона на сжатие (в возрасте 28 дней); требуемую удобоукладываемость бетонной смеси; вид и марку (активность) цемента; плотность истинную, среднюю и насыпную всех компонентов; зерновой состав заполнителей и пустот-ность крупного заполнителя.
Полимерные герметизирующие материалы
Cтраница 1
Герметизирующие материалы применяют для заделки наружных швов между элементами сборных конструкций зданий и сооружений. В зависимости от назначения уплотняющего шва герметизирующие материалы выполняют следующие функции: теплоизоляцию, гидроизоляцию, звукоизоляцию и воздухонепроницаемость.
Герметизирующие материалы (герметики) применяют для герметизации приборных отсеков и штепсельных разъемов. Широко применяют необратимые самовулканизующиеся герметики, которые после отверждения переходят в резиноподобное состояние. Материал УТ-34 (ГОСТ 24285 - 80) применяют для герметизации приборных отсеков, штепсельных разъемов.
Герметизирующие материалы чаще всего изготовляют в виде мастик или паст, большей частью не требующих нагрева для вулканизации или отверждения.
Герметизирующие материалы чаще всего изготовляют в виде замазок, мастик или паст, большей частью не требующих нагревания для вулканизации или отверждения.
Герметизирующие материалы применяют в виде уплотнителя, находящегося между соединяемыми поверхностями, или в виде шпатлевки, заполняющей неплотности, возникающие в процессах клепки, сбалчивания и точечной сварки. В соответствии с этим различают знутришовные и поверхностные герметизирующие материалы (фиг. Внутришовные герметики имеют форму ленты, жгута, пасты или раствора, легко наносимого на соединяемые поверхности. Поверхностный герметик обычно изготовляют в виде пасты или вязкого раствора.
Герметизирующие материалы (герметики) - материалы от жидкотекучей до пастообразной консистенции на основе различных жидких полимеров, предназначенные для заполнения швов, защиты отдельных деталей, узлов от атмосферного воздействия, высоких и низких температур и агрессивных сред.
Герметизирующие материалы в зависимости от свойств исходного сырья и их конструктивного назначения могут быть изготовлены в виде мастик, пленок, прокладок, профилированных и комбинированных изделий.
Герметизирующий материал гернит создан на основе отечественного хлоропренового каучука-наирита. Он представляет собой пористый жгут длиной около 1 м и диаметром от 20 до 60 мм с водонепроницаемой поверхностью; употребляется как герметик и уплотнитель стыков. В последнее время получен однокомпонентный герметик ГС-1, состоящий из жидкого тиокола Т-1 или Пх, вязкость которых составляет 3 - 4 Па-с, наполнителя, пластификатора, регулятора вулканизации, эпоксидной смолы и вулканизирующего агента. В качестве наполнителя могут быть использованы ламповая сажа, каолин сухого обогащения, титановые белила, цемент, мел.
Герметизирующие материалы подразделяются на две основные группы: мастики, герметизирующие и эластичные прокладки, изготовленные на основе полимеров.
Герметизирующие материалы в настоящее время играют важную роль в современной технике. Они используются для герметизации различных конструкций и приборов в авиации, судостроении, машиностроении, радиотехнике, электротехнике, для герметизации и гидроизоляции швов в жилищном, дорожном, мелиоративном строительстве и для других целей. Кроме прямого назначения - уплотнения - герметики часто выполняют функции клеев для крепления и монтажа отдельных узлов или применяются как покрытия для защиты конструкций от атмосферного воздействия, коррозионного и абразивного разрушения и пр.
Герметизирующие материалы этой группы представляют собой растворы резиновых смесей в органических растворителях. После нанесения на поверхность и улетучивания соответствующего растворителя они приобретают эластичность.
КЛЕИ
Структура и свойства полимеров
Рассмотрим методы, которыми могут быть изменены свойства полимерных материалов.
1. Увеличение длины молекулярной цепи у линейного полимера. При этом возрастает предел прочности на растяжение и жесткость, поскольку чем длиннее цепи, тем легче становится образование сплетений, и настолько же затрудняется движение цепей.
2. Введение больших боковых ветвей в линейные цепи. Это увеличивает предел прочности на растяжение и жесткость, поскольку боковые ветви препятствуют движению цепей.
3. Создание разветвлений в линейной цепи. Это увеличивает предел прочности на растяжение и жесткость, поскольку разветвления препятствуют движению цепей.
4. Введение больших групп в цепи. Это уменьшает способность цепи к гибкости и тем самым увеличивает жесткость.
5. Сшивание цепей. Большее уменьшение сшивания сильнее препятствует движению цепи, и, следовательно, получается более жесткий материал.
6. Введение жидкости между цепями. Добавка жидкостей, тепловых пластификаторов, которые заполняют некоторое пространство между полимерными цепями, облегчает движение цепей и таким образом увеличивает гибкость.
7. Методы, делающие некоторый материал кристаллическим. У линейных цепей возможно уменьшение кристалличности. Это можно контролировать. Большее уменьшение кристалличности сильнее уплотняет материал и делает выше его предел прочности на растяжение и жесткость.
8. Включение наполнителей. На свойства полимерных материалов можно воздействовать введением наполнителей. Таким образом, например, могут быть увеличены модули растяжения и напряжения при встраивании в полимеры стеклянных волокон. Графит как наполнитель может уменьшать сцепление цепей.
9. Ориентация. Растяжение или внесение деформации сдвига во время изготовления могут приводить в полимерных материалах к подходящему выстраиванию цепей в линию в особом направлении. Свойства в этом направлении будут тогда отлчаться от свойств в поперечном направлении.
10. Сополимеризация. Комбинирование двух или более мономеров в отдельную полимерную цепь будет изменять свойства полимера, которые зависят от соотношения компонентов.
11. Смешивание. Добавление двух или более полимеров в форму материала будет влиять на свойства; свойства нового полимера будут зависеть от соотношения материалов.
Клеи - растворы, иногда расплавы как природных, так и искусственных высокомолекулярных веществ, применяют в приборостроении для соединения деталей, изготовленных из разнообразных материалов : пластмасс, металлов, бумаги, ткани, керамики, силикатного стекла, слюды, резины. Могут быть соединены как однотипные, так и разнотипные материалы. В качестве примеров: при изготовлении тензодатчиков и при их наклейке; для приклеивания втулок с кернами к рамке; склеивания каркаса катушек, приклеивания стекла к оправке и полюсных наконечников к магниту. При изготовлении резинометаллических деталей, служащих для крепления точных приборов в целях предохранения от вибрации; при изготовлении электровакуумных ламп - для крепления витков рамочных сеток подогревателей катода; в пьезоэлементах для наклейки пьезокерамики на поверхности металлических корпусов; в полупроводниках для присоединения металлических выводов и в других случаях.
В приборостроении также широко применяют липкие ленты как электроизолирующие, герметизирующие и предохраняющие, например полиизобутиленовые электроизолирующие ленты; полихлорвиниловые и полиэтиленовые антикоррозионные пленки; пенополиуретановые пленки для защиты приборов от вибрации и т. д.
Клеевые соединения по сравнению с механическими соединениями - сваркой, пайкой, заклепкой и винтовыми соединениями - имеют следующие преимущества : возможность соединения самых разнообразных материалов; относительная простота и дешевизна технологии склейки; нет ослабления соединяемых деталей с отверстиями под заклепки, винты и т. д.; снижение веса конструкций, так как клеевые соединения позволяют применять более тонкие листы, и отсутствуют соединительные детали (винты, заклепки и т. д.); стойкость к коррозии, хорошие диэлектрические свойства, герметичность соединении и т. д.
Наряду с преимуществами метод склеивания имеет ряд недостатков : невысокая теплостойкость; склонность к старению; невысокая прочность при неравномерном отрыве; отсутствие простых и надежных методов неразрушающего контроля качества клеевых соединений.
Клеевое соединение обеспечивается за счет действия сил когезии (т. е. прочности самого клея) и адгезии (т. е. сил, действующих на поверхности раздела клея и склеиваемых материалов) и механического сцепления.
Для получения прочного клеевого соединения необходимо, чтобы силы когезии были ниже сил адгезии; при этом клеевая капля будет растекаться по поверхности материала (смачивать). Силы когезии сами по себе тоже должны быть высокие; например, клеи на основе термореактивных смол дают более прочное соединение, чем на основе термопластичных.
Существует несколько теорий адгезии , объясняющие физику склеивания: адсорбционная, диффузионная и электрическая; однако, ни одна из них не может полностью объяснить образование прочного клеевого соединения, и приемлемы для определенных случаев. Из них наибольшее распространение получила адсорбционная теория адгезии; по этой теории при контакте клея и склеиваемого материала между их молекулами возникают междумолекулярные силы трех типов: электростатическая, дисперсионная и индукционная. Наиболее важными из этих сил являются электростатические силы, возникающие в результате взаимодействия полярных молекул. Полярные молекулы благодаря не симметричному распределению электрических зарядов способны притягивать или отталкивать другие полярные молекулы; на границе раздела клей-поверхность склеиваемого материала полярные молекулы клея притягивают полярные молекулы склеиваемого материала. Этим объясняется хорошая клеящая способность клеев на основе таких полярных материалов, как полиацетаты, полиэпоксидные, фенольно-формальдегидные, полиэфирные, полиуретановые и другие смолы.
При выборе клеев для склеивания полимерных материалов необходимо учитывать степень их полярности: степень полярности клея и склеиваемого материала должна быть приблизительно одинакового порядка.
Получение клеевого соединения в случае применения клеев на основе некоторых неполярных полимеров, например, натурального каучука, объясняется диффузией подвижных макромолекул клея вглубь склеиваемых материалов.
Электрическая теория адгезии основана на явлениях контактной электризации - на границе раздела клея и склеиваемого материала за счет перетекания электронов образуется двойной электрический слой (как бы микроконденсатор), обеспечивающий прочное соединение.
На прочность клеевого соединения влияет механическое сцепление клея - создание шероховатости поверхности обеспечиваем проникновение клея в глубь склеиваемого материала, а также увеличивает площадь склеиваемой поверхности.
Отдельные компоненты клея (растворители, пластификаторы и т. д.) снижают прочность клеевого соединения.
При проектировании клеевой конструкции для получения прочного надежного соединения конструктором должны быть учтены физико-механические и физико-химические свойства клеев и склеиваемых материалов, а также технологические особенности склеенной конструкции (удобство склейки, возможность создания оснастки и другие факторы).
Клеевое соединение наиболее хорошо работает па чистый сдвиг или на равномерный отрыв; неравномерный отрыв по возможности должен быть исключен. Для получения более прочных соединении применяют клеесварочпые и клееклепаные соединения, которые хорошо работают на сдвиг, равномерный и неравномерный отрыв, вибрацию. В этих соединениях иногда силовую основу представляют сварочные или клепаные точки, разгруженные в значительной степени клеевым соединением. Иногда основой является клеевое соединение, а винты и заклепки применяют как дополнительное крепление в целях предохранения от неравномерного отрыва. Клеи в этих случаях применяют эластичные. В таких соединениях клеи могут служить еще как герметизирующий элемент и должны заполнять зазоры. Конструкции клеевых соединений показаны на рис. 1.
Требования, предъявляемые к клеям : высокая адгезия к поверхности обеих склеиваемых материалов и высокая когезия частиц самого клея; эластичность и механическая прочность; коррозионная неактивность; нетоксичность; сопротивление старению; хорошие электроизоляционные свойства; трибостойкость; водостойкость и атмосферостойкость; маслостойкость и бензостойкость; большая жизнеспособность и длительный срок храпения; технологичность (склеивание при невысоких температурах, малых давлениях и в короткие сроки); способность обеспечивать герметичность соединения.
Рис. 9.17. Конструкции клеевых соединений
Состав клеев :
· пленкообразующие - основа клееного слоя (термореактивные и термопластичные смолы, каучуки и эфиры целлюлозы);
· растворители - для получения клея определенной вязкости (органические растворители и мономерные вещества);
· отвердители - для получения твердой нерастворимой термостабильной пленки (перекись бензола, гексаметилендиамин, керосиновый контакт и др.);
· наполнители - для уменьшения усадки клеевой пленки и повышения теплостойкости (цемент, алюминиевая пудра, графит и др.);
· пластификаторы - для повышения эластичности пленки (дпбутнл-фталзт и др.);
· стабилизаторы - для сохранения консистенции клеев или их клеящих свойств.
Классификация клеев . Клеи классифицируют по пленкообразующим, типу отверждения и по состоянию.
По составу пленкообразующих принято различать клеи на основе:
- термопластичных смол (полиметилметакриловые, полпетирольпые, перхлорвипиловые и др.);
- термореактнвных смол (фенолыюформальдегидпые, эпоксидные, кремнийорганнческие и др.);
- каучуков (натуральных, нитрильных и др.);
- эфиром целлюлозы (нитроцеллюлозные и др.).
По типу отверждения различают клеи холодного (88Н, ВИАМБЗ, К-153 и др.) и горячего (БФ, ВК-32-200 и др.) отверждения;
По состоянию различают :
· жидкие клеи : растворы пленкообразующих (на основе фенольно-формальдегидных, перхлорвиниловых и других смол);
· расплавы пленкообразующих (на основе полиэпоксидных, полиэфирных и других смол);
· частично полимеризованные мономеры (мономер полиметилметакрилата, карбинольный сироп и др.);
· твердые, клеи : твердые клеящие бруски и порошки (эпоксиды);
· клеящие ленты или пленочные клеи (ленты на основе клеев БФ, ВK-32-200 и др.);
· липкие ленты и плёнки (на основе полиизобутеленов, полистирола и т. д.).
Наибольшее распространение имеют клеи на основе смол.
Клеи на основе термопластичных смол . Термопластичные смолы представляют собой полимеры с линейной (или разветвленной) структурой молекул. При нагревании они размягчаются. Большинство из них легко растворяется (полистирол, органическое стекло и др.).
Клеи па основе этих смол применяют в виде растворов последних в органических растворителях или в мономерах, и виде начальных продуктов полимеризации, а также в виде клеящих лент и пленок.
Недостатки. Клеевое соединение на основе термопластичных смол при нагревании расклеивается, т. е. является обратимым.
Особенностью клеевых пленок па основе термопластичных смол является то, что, обладая хорошей эластичностью, они имеют относительно невысокую теплостойкость и механическую прочность.
Клеи на основе термопластичных смол применяют главным образом для склеивания неметаллических материалов несилового назначения. Для склеивания металлических изделий, а также пластмасс и резин применяют клеи на основе модифицированных термопластичных смол (клеи МПФ-1, карбинольный и др.).
Клеи на основе термореактивных смол . Термореактивные смолы - такие полимеры, которые в начальной стадии, имея линейную структуру молекул, при нагревании размягчаются и в растворителях растворяются.
При дальнейшем нагревании, облучении или в присутствии отвердителей при комнатной или повышенной температурах происходит изменение структуры их молекул. Из линейной молекулы переходят в пространственно-сетчатую, благодаря чему смолы переходит и неплавкие нерастворимые конечные продукты. Эти смолы обладающие хорошей теплостойкостью и повышенной химической стойкостью; однако одновременно повышается хрупкость.
Для получения клеев термореактивные смолы используют в начальной стадии, когда структура молекул линейная. Эти клеи существуют в виде растворов линейных полимеров в органических растворителях или мономерах; без растворителей, в виде расплава линейных полимеров с отвердителями; в виде мономерных соединений с отвердителями; а также в виде клеящих лент, брусков и порошков.
Перевод клеевых пленок в неплавкое нерастворимое состояние осуществляется под давлением при нагреве или в присутствии отвердителей при нормальной (или повышенной) температуре в течение определенного времени.
Клеевое соединение на основе термореактивных смол является необратимым и обладает повышенной теплоемкостью, химической стойкостью, влагостойкостью, атмосферостойкостыо, прочностью. Эти клеи применяют для склейки металлов, термореактивных пластмасс, силикатных стекол, керамики и других материалов.
Механические свойства клеевых соединений, получаемых при помощи клеев холодного отверждения, ниже (в особенности при повышенной температуре и влажности), чем в случае применения клеев горячего отверждения.
На практике чаще всего применяют клеи на основе модифицированных смол, так как модифицирование улучшает их свойства. Модифицирование их бутваром уменьшает хрупкость, сохраняя положительные качества.
Наполнители (порошок графита, алюминиевую пудру, цемент и т. д). вводят в клей для уменьшения усадки, которая вызывает внутренние напряжения и снижает прочность клеевого соединения. При склеивании материалом с различным коэффициентом линейного расширения (металлы с неметаллами) также возникают внутренние напряжения, снижающие прочность соединения. В этом случае для прочного клеевого соединения необходимо использовать клеи на основе полиэпоксидных, полиэфирных смол, клеи без растворителей, а также клеи, дающие эластичные пленки.
Клеи на основе каучуков благодаря высокой эластичности их пленок выделяют в особую группу - группу резиновых клеев.
Резиновые клеи - растворы каучуков или сырых резиновых смесей в органических растворителях.
Превращение линейной структуры молекул каучуков в пространственно-сетчатую происходит в процессе вулканизации под действием вулканизаторов или тепла.
Клеящие пленки (пленочные клеи) для повышения прочности соединения рекомендуется применять на подложке (бумага, ткань) и можно без подложки. Для получения клеящих пленок ленты подложки пропитывают жидким клеящим составом, путем погружения па вертикальных или горизонтальных пропиточных машинах или покрывают с поверхности. Затем ленты высушивают и наматывают в рулоны.
При получении пленочных клеев без подложки пользуются машинами ленточного типа. Во избежание прилипания пленки клея к металлической ленте ее покрывают подслоем, не прилипающим к пленочному клею. Иногда для получения таких пленок пользуются экструзией с последующей вытяжкой.
Липкие ленты изготовляют на подложке из целлофана, полиэтилена, стеклотканей, нержавеющей стали и других материалов. Особенностью липких лент является способность сохранять длительное время липкость и прилипать к различным материалам при легком нажиме рукой. Для изготовления липких лент применяют полиизобутиленовые, этилцеллюлозные, кремнийорганические, резиновые и другие клеи. Липкие лепты изготовляют обычно путем нанесения клеевого раствора па подложку с последующей сушкой па машинах ленточного или барабанного типа.
ВЫБОР КЛЕЕВ . Прочность клеевого соединения зависит не только от свойства клеев, но и от природы склеиваемых материалов и при выборе клея должны быть учтены свойства последних.
При склейке пластмасс необходимо учитывать их полярность и поведение их по отношению к теплу, т. е. термореактивность и термопластичность. Для склеивания полярных полимеров необходимо применять полярные клеи.
В случае склеивания так называемых «инертных» термо пластов (полиэтилен, фторопласт-4) необходимо предварительно обработать их поверхность либо механическим путем (пескоструйная обработка) либо с помощью химических агентов (например, фторопласт-4 - раствором металлического натрия в жидком аммиаке) с целью изменения полярности поверхности армировать тканью.
Клеевые соединения пластифицированных пластмасс имеют низкую прочность из-за диффузии пластификатора из склеиваемого материала в клеевой слой.
Для склеивания целлюлозных материалов (бумага, хлопчатобумажная ткань) лучше использовать клеи па основе пленкообразующих, содержащих гидроксильные группы (фенольно-, мочевино-формальде-гидпые, полиуретаповые, эпоксидные и некоторые термопластичные полимеры). Нельзя использовать клеи, содержащие вещества с кислотными свойствами, разрушающие эти материалы.
Для склеивания резин между собой и с другими металлическими и неметаллическими материалами необходимо использовать резиновые клеи (88Н, 4НБ и др.).
Для склеивания неорганических материалов (силикатного стекла, керамики, асбеста) подходят также полярные клеи типа фенольно-формальдегидных, эпоксидных, полиуретановых и др.
При склеивании металлов наибольшую прочность клеевого соединения имеет сталь. Чем выше у листового металла модуль нормальной упругости, предел пропорциональности и временное сопротивление при растяжении, тем выше прочность его клеевого соединения при сдвиге. В случае склеивания меди, свинца, латуни и бронзы клеями типа карбинольного для повышения прочности клеевого соединения необходима некоторая предварительная полимеризация клея. Это объясняется тем, что указанные металлы играют роль ингибиторов, задерживающих полимеризацию в начальной стадии.
Для склеивания металлов применяют клеи следующих марок: ВС-10Т, БФ-2. ВК-3; ВК-32-200, МПФ-1, ПУ-2, ВК-5. ВК-32-ЭМ, Л-4, К-153, ВК-2 и др.
Герметизирующие материалы (герметики) - полимерные композиции - применяют для герметизации приборных отсеков и штепсельных разъемов; для защиты электро- и радиоприборов от влаги, пыли, резких колебаний температур и механических воздействий. Их наносят на клепаные, винтовые и другие соединения металлических конструкций или агрегатов с целью обеспечения непроницаемости.
Герметики работают при воздействии растягивающих усилий и относительно кратковременных нагружений. Поэтому герметики должны обладать высокой непроницаемостью, адгезией к металлу, эластичностью, механической прочностью, теплостойкостью, атмосферо-, влаго-, масло, бензо-. вибро- и химической стойкостью.
Герметики бывают обратимые (под действием тепла расклеиваются) и необратимые (обладают термостабильными свойствами). Широкое применение имеют необратимые самовулканизующиеся герметики типа УТ-32, вискинты и др.; после отверждения герметики переходят и резиноподобное состояние.
По составу герметики бывают содержащие растворитель (например, ВГУР и ВГК-18) и не содержащие растворитель (например, виксинт К-18). Лучшими являются герметики без растворителей, так как при удалении растворителей образуются поры, ухудшающие герметичность соединения. Для обеспечения плотности пленки герметики с растворителями наносят на поверхность материалов в несколько слоев.
Наибольшее распространение имеют герметики на основе кремнийорганического и фторкаучуков.
