Корзина
438 отзывов

Сейчас компания не может быстро обрабатывать заказы и сообщения, поскольку по ее графику работы сегодня выходной. Ваша заявка будет обработана в ближайший рабочий день.

+380637972813
+380
63
797-28-13
+380
50
342-09-62
+380
67
992-79-09
УкраинаДнепропетровская областьДнепрПлощадь Десантников, №1, здание Речпорта, 2 этаж
Современные материалы и инструменты для строительства и промышленности от ООО «АКС-ЮГ СИСТЕМА»
Оставить отзывНаличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или физического лица-предпринимателя.
Производители
Показать всеСвернуть

Клея, часть 2. Стойкость к тепловому старению.

Клея, часть 2. Стойкость к тепловому старению.

Клея. Стойкость к тепловому старению.

Клея, часть 2. Стойкость к тепловому старению.

При длительном действии повышенной температуры на клеевые соединения происходит изменение прочности вследствие термической или термоокислительной деструкции или же вследствие действия термических напряжений из-за разности коэффициентов линейного расширения склеиваемых материалов и клея.

Последнее обстоятельство является большей частью решающим при эксплуатации клеевых соединений в условиях низких температур или резкого температурного перепада.

Если склеиваемые материалы при действие температуры высыхают и при этом деформируются, то также возникают напряжения (влажностные), которые могут быть более губительные, чем термические. Поэтому очень важно выяснить преимущественный механизм старения.

Общие закономерности, проявляющиеся при тепловом старении клеевых соединений, сводятся в основном к следующему.

Жесткие сильносшитые полимеры наиболее стойкие к термоокислению, но в процессе теплового старения испытывают наибольшие перенапряжения, что приводит к значительному снижению прочности при малой потере массы. Более редкие или эластичные связи способствуют релаксации перенапряжений. Тот же эффект достигается при нанесении под жесткий клей эластичных полимерных грунтов.

При длительном действии повышенной (а иногда и пониженной) температуры может изменяться характер поверхности склеиваемых материалов. У металлов, которые перед склеиванием часто подвергают механической обработке, травлению и т. д., на поверхности создается специфическая структура, характеризующаяся повышенной склонностью к адсорбции и высокой поверхностной энергии.

Если температура старения такова, что структура поверхности может перестраиваться, то это приводит к снижению адгезионных характеристик в уже сформированных клеевых соединениях.

Сами склеиваемые материалы иногда могут катализировать термоокислительную деструкцию ряда клеев.

Примером таких материалов могут служить металлы переменной валентности (железо и др).

В частности, этим объясняется относительно меньшая стабильность клеевых соединений стали по сравнению с соединениями алюминия. В то же время следует иметь ввиду, что оксиды металлов, которые обычно образуются на поверхности, не обладают такой каталитической активностью.

Заметная деструкция (разрушение структуры) эпоксидных клеев начинается при 150 — 200 ºС в зависимости от применяемого отвердителя. В условиях длительного прогрева более стабильными являются клеи, модифицированные низкомолекулярными каучуками и другими активными модификаторами, а не инертными пластификаторами типа дибутилфталата.

В связи с тем, что при тепловом старении сначала может происходить доотверждение клея и его упругие характеристики будут возрастать, прочность соединений увеличивается в зависимости от напряженного состояния.

Повышенной стабильностью отличаются соединения на эпоксидно-фенольных, эпоксидно-полиамидных, эпоксидно-кремнийорганических клеях. В ряде случаев в клеи вводят некоторые стабилизирующие добавки, которые препятствуют тепловому старению.

Фенолоформальдегидные клеи отличаются высокой термостабильностью. Основная потеря массы резитов происходит при 400 — 700 ºС. На процессы деструкции фенолоформальдегидных клеев значительное влияние оказывают соотношение между фенолом и формальдегидом при синтезе смолы, катализатор синтеза, условия отверждения и т. д.

Окисление низкомолекулярных продуктов перекисью водорода и их связывание резорциновыми смолами способствуют возрастанию стойкости к тепловому старению. С уменьшением молекулярной массы повышается термостойкость отвержденного продукта. Основным недостатком чистых фенольных клеев является не столько их недостаточная термостабильность, сколько высокая хрупкость и жесткость.

Вследствие этого даже незначительные перенапряжения при старении могут разрушить клеевые соединения. Чистые фенольные и резорциновые или фенолорезорциновые клеи применяются в почти ислючительно для склеивания древесины в наиболее ответственных конструкциях.

Гораздо большее применение находят комбинированные фенолоэпоксидные, фенолополивинилацетальные, фенолокаучуковые и другие сополимерные клеи, обладающие повышенной способностью к перераспределению напряжений.

Фенолоэпоксидные клеи могут эксплуатироваться при температуре до 300 ºС в течение 100 — 200 ч.

Хорошие данные при длительной эксплуатации при повышенных температурах получены для фенолокаучуковых клеев. Они выдерживают нагревание при 200 ºС до 5000 ч, а при 300 ºС — до 1000 ч.

Термостабильность фенолополивинилацетальных клеев повышается при введении алкоксисиланов. Такие наполнители, как оксиды некоторых металлов, также повышают стойкость к тепловому старению модифицированных фенольных клеев.

Карбамидные клеи в соединениях древесины характеризуются относительно небольшой термостабильностью. Однако причиной этого, очевидно, является не термоокислительная деструкция клея, а большая жесткость отвержденного продукта и значительные остаточные напряжения в клеевом шве.

К весьма термостабильным клеям относятся большинство клеев на основе кремнийорганических полимеров. Потеря массы этих клеев происходит вследствие деструкции боковых групп, а не основной цепи. При этом происходит дальнейшее структурирование полимера и рост его термостабильности. Склеиваемые материалы, как правило, не ускоряют уменьшение прочности при старении.

Наблюдаемое снижение прочности соединений на кремнийорганических клеях, видимо, в значительной степени объясняется увеличением их жесткости, поскольку модификации полиорганосилоксанов эластичными полиорганометаллосилоксанами приводит к росту термостабильности.

Кремнийорганические клеи могут выдерживать нагревание при 200 — 400 ºС сотни часов, сохраняя достаточно высокую остаточную прочность.

Получили распространение высокотеплостойкие клеи на основе полибензоксазолов, полибензимидазолов, ароматических полиимидов и т. п. По литературным данным, полибензимидазольные клеи имеют термостойкость около 500 ºС, хотя интенсивность снижения прочности при температуре выше 300 ºС довольно высока.

Еще более термостойки полиимидные клеи.

Высокой стойкостью к тепловому старению обладают элементоорганические и неорганические полимеры, содержащие бор и фосфор. Клеи на основе фосфатных связующих выдерживают нагревание до 1000 ºС, однако вследствие высокой хрупкости и несовпадения коэффициентов линейного расширения прочность клеевых соединений при этом может сильно снижаться.

Поскольку в вулканизатах каучуков подвижность молекул больше, чем в застеклованных полимерах, диффузия кислорода в них облегчена и они в большей степени подвержены термоокислительной деструкции. В клеях на основе кристаллизующихся каучуков в процессе старения может меняться степень кристалличности полимера и соответственно прочность соединений.

Полихлоропреновые клеи при тепловом старении окисляются и дегидрохлорируются. Выделяющийся хлористый водород связывается оксидом магния. При введении в полихлоропреновые клеи замещенных фенольных смол повышается стабильность таких клеев по сравнению с клеями, в которые введены инденкумароновые смолы. Окисление каучуков значительно ускоряется солями металлов переменной валентности, что следует учитывать, например, при соединении резины с металлокордом.

Естественно, что введение антиоксидантов значительно повышает стойкость соединений на каучуковых клеях. Это относится и к соединениям на клеях на основе термопластичных полимеров типа поликапроамида, полиэтилена, полипропилена, и к многочисленным клеям-расплавам, получившим большое распространение в последнее время.

Предыдущие статьи