Склеювання полімерів і вибір клеїв

високоефективні
полімериПостоянная робоча від 150 ° С Інженерні
полімериПостоянная робоча 100 ° С-150 ° С Стандартні
полімериПостоянная робоча до 100 ° С Готові
ізделіяГотовие
вироби Сировина,
компаундиСирье,
компаунди

Склеювання - дуже ефективний метод з'єднання, який дозволяє з'єднувати пластмаси між собою і з іншими матеріалами. Хімічна сполука (склеювання) компонентів являє ряд переваг в порівнянні з іншими методами з'єднання:

  • Рівномірний розподіл напруги
  • Немає пошкоджуючих впливів на матеріал
  • Немає деформації сполучених деталей
  • Можуть бути з'єднані різні комбінації деталей
  • Окремі ділянки з'єднання склеюються одномоментно
  • Потрібна менша кількість компонентів

Практично всі полімери мають гарну стійкість до хімічних речовин, тому їх з'єднання за допомогою клейових складів передбачає певні складності і високу ступінь уваги. Одне з найбільш надійних з'єднань - це механічне поєднання або зварювання, однак не завжди конструкція або наявне обладнання дозволяють застосувати ці види з'єднань. У таких випадках застосовується склеювання пластиків.

Для склеювання пластмас існує дуже велика кількість клеїв на основі майже всіх промислових полімерів. При виборі клею враховують, насамперед, хімічну природу з'єднуються, полярність, розчинність, реакційну здатність, структуру поверхні. Не меншу роль відіграють умови роботи з'єднання, термічний коефіцієнт лінійного розширення матеріалів, що з'єднуються, конструктивні особливості виробу і вимоги до технологічних властивостей клею. Існують і універсальні клеї, якими можна склеювати матеріали будь-якої хімічної природи. Це - клеї на основі епоксидних полімерів, поліуретанових форполимера, поліарилатів, каучуків і ін. Як правило, рекомендується використовувати клеї, однакові або близькі по хімічній природі до полімерній основі матеріалу.

Загальні рекомендації зі склеювання

Матеріали, які не підходять для склеювання або лише умовно підходять для склеювання: TECAFLON PTFE (Фторопласт 4), TECAFLON PVDF (Фторопласт 2), TECAFORM AH / AD (Поліацеталі), TECAFINE PE (Поліетилен), TECAFINE PP / TECAPRO MT (Поліпропілен) . Зазвичай пластики, які погано склеюються, прекрасно поєднуються зварюванням. Для більшості цих полімерів виготовляються спеціальні зварювальні прутки (довгі електроди), які суттєво полегшують процес зварювання.

Вирішальні фактори для хорошого клейового з'єднання:

  • характеристики матеріалу
  • адгезивність
  • адгезивний шар
  • Поверхня (попередня підготовка)
  • Геометрична форма склеюваного з'єднання
  • Умови експлуатації навантаження

Склеювання Поліаміду, Поліацеталь, Поліефірефіркетона, полісульфони, Фторопласту, полікарбонату, Поліетилену, Поліпропілену та інших пластмас

Моменти, які важливо врахувати

  • Часом процес склеювання вимагає тривалого часу
  • Іноді утруднений вибір клею
  • Процес склеювання може проходити в кілька стадій кожна з яких має дотримуватися
  • Необхідно перевірити стійкість клею до можливих хімічних речовин, що впливає при подальшій експлуатації деталі
  • Необхідно врахувати робочу температуру (як постійну, так і короткочасну), адже не кожен клей може витримати діапазони температур, при яких експлуатуються полімерні деталі
  • З'єднуються частини, деталі повинні мати відповідну конструкцію
  • Подальша міцність клеєного пластика передбачає акуратну механічну обробку і подальшу експлуатацію

Якщо професійно підійти до процесу склеювання можна домогтися бажаного результату. Безумовно на якість клейового з'єднання пластиків впливає і клей, і обраний процес склеювання, а також те, наскільки якісно проведена обробка поверхні перед з'єднанням. Слід звернути увагу і на конструктивні особливості матеріалів, що з'єднуються (дизайн).

Перед склеюванням необхідно очистити і знежирити поверхні. Ці рекомендації Ви завжди знайдете на упаковці клею або в технічній документації. Деякі матеріали вимагають шліфування, зачистки або навіть піскоструминної обробки, а інші полімери бажано протравити хімічними речовинами. Активувати сполучаються поверхні можна і газовим полум'ям, плазмою або за допомогою впливу коронного розряду, однак ці методи менш популярні вУкаіни.

→ Вибір клею залежить від виду матеріалів, що з'єднуються, поверхні частин або деталей, вологості і впливу хімічних речовин, а найголовніше - від температури експлуатації. Варто задуматися і про електричні властивості, типі навантаження, фізіології і часу циклів у виробництві. А іноді звертають увагу і на зовнішній вигляд клею (особливо коли потрібна прозорість).

Принцип дії розчиняє клею заснований на частковому розчиненні поверхні пластика, яка і служить надалі речовиною для з'єднання. Наприклад, для з'єднання Поліаміду 6, 66, 46 (Текамід, TECAMID, Ерталон та ін.) Підходить мурашина кислота (90% для PA 6, 95% для PA 66), а для литого Поліаміду 6 (TECAST, Текаст, Ерталон, Капролон) рекомендується 12% водний фенольний розчин. Завдяки високій хімічній стійкості складно з'єднується Поліацеталь (Поліоксіметілени, TECAFORM, Ертацетал та ін.), Але і його можна склеїти із застосуванням речовини зі складною назвою «півтора гідрату окису гексафторацетона». Такі аморфні і примхливі полімери як Полікарбонат, Полісульфон і поліефірімідов можна склеїти з використанням метиленхлорида.

→ Міцність клейового з'єднання при використанні клеїв-розчинників хороша, однак, при їх використанні можна склеїти тільки однакові за хімічним складом пластмаси.

При роботі з клеєм гарячого розплаву діє інший принцип. При нагріванні компоненти клею-розплаву переходять з твердого стану в рідкий стан. Клейова маса в рідкому стані має гарну адгезію. При охолодженні тонкий шар клею швидко переходить в твердий стан. При цьому виходить міцний клейовий шов, який при повторному нагріванні знову може перейти в рідкий стан. Тому не завжди даний клей можна застосувати для з'єднання високотемпературних пластмас.

Епоксидний же клей не тільки дуже популярний в нашій країні, недорогий, але і доступний. Одним з основних достоїнств клеїв на основі епоксидної смоли є і подальша висока температура експлуатації (від -50 до + 150 ° C, а в деяких випадках і до + 200 ° C), а також простота застосування. Крім цього ці клею володіють високим опором зсуву. Основний недолік - тривалий час затвердіння.

Щоб збільшити міцність склеюваного з'єднання, необхідно підготувати поверхні, що склеюються пластиків для підвищення активності цих поверхонь.

  • Очищення і знежирення поверхні матеріалу
  • Збільшення шорсткості поверхні шляхом шліфування або піскоструминної обробкою (особливо рекомендується)
  • Фізична активація поверхні полум'ям, плазмою або освітою корони
  • Хімічне травлення для формування певного прикордонного шару
  • нанесення грунтовки

Поліуретановий клей також доступний і широко відомий, проте володіє меншим діапазоном температур експлуатації, зате забезпечує дуже високу еластичність клейового шва. Даному клею властива висока ударна в'язкість.

→ Спосіб обробки поверхні залежить від типу пластмаси і природи клею.

Акрілатниє і ціаноакрілатние клею коштують дорожче, ніж вищеописані, але дозволяють істотно скоротити час склеювання і отримати гарне сполучення. У порівняння з поліуретановими і епоксидними клеями, вони мають меншу температурою експлуатації (-40 ° C + 120 ° C - акрилатні, -50 ° С +80 ° С (а іноді до 200 о С) - ціаноакрілатние).

Клей на основі епоксидної смоли, поліуретану і цианоакрилата підходить для з'єднання таких пластиків як: TECASINT (Полиимид), TECAPEEK (Поліефірефіркетон, РЕЙОК), TECATRON (Поліфеніленсульфід, PPS), TECAFLON PTFE і PVDF (Фторопласт-4 і Фторопласт-2). Застосовуючи ці клею, зверніть увагу на температуру експлуатації, тому що всі перераховані полімери мають велику температуру експлуатації, ніж клейові склади. TECAMID (Поліамід, РА) і TECAFORM (Поліацеталь, РОМ) також можуть бути склеєні цими клеями.

TECAFINE PE і PP (Поліетилен і Поліпропілен) склеюються клеєм на основі епоксидної смоли або поліуретану, також як і TECANAT (Полікарбонат, РС). TECAPET (Поліетилентерефталат, РЕТ) і TECADUR (Полібутилентерефталат, РВД) клеяться епоксидними або і Ціаноакрілатний складами. Варто звернути увагу, що TECAFINE PP, TECAFINE PE, TECAFINE PE-5 простіше з'єднати методом зварювання, ніж склеюванням. Спеціальні стрижні для зварювання, свого роду електроди, спрощують і прискорюють процеси. При дотриманні всіх параметрів зварювання Ви отримаєте прекрасну міцність зварного шва. А позбутися слідів зварювання можна зачистивши з'єднання в місці зварювання. В результаті Ви отримуєте міцне і естетичне з'єднання. Трохи гірше йдуть справи з з'єднанням НВМПЕ TECAFINE PE-10. TECAFINE PE-10 погано склеюється і зварюється. Для зварювання TECAFINE PE-10 зазвичай застосовують ті ж зварювальні прутки / дріт що і для зварювання TECAFINE PE-5.

Поліетилен (TECAFINE PE. ПЕ) без попередньої обробки поверхні не може бути міцно склеєних, так як більшість клеїв мають низьку адгезію. Це пояснюється низькою полярністю полімеру, не розчиняється його в органічних розчинниках і високим ступенем кристалічності. Крім того, ПЕ містить низькомолекулярні домішки і добавки - стабілізатори, мастила і т.п. які мігрують на поверхню і утворюють там прикордонний шар, що зменшує адгезію. Ці домішки можуть бути видалені перекристаллизацией, екстракцією або іншим способом.

Поліетилен високої щільності (ПЕВЩ) і низької щільності (ПЕНЩ) без підготовки поверхонь може бути склеєний клеями на основі поліізобутилену натурального каучуку, синтетичного каучуку, суміші поліакрилатів і поливинилацетата.

Для склеювання необробленого ПЕ рекомендується також клеї на основі кремнійорганічних сполук і полібутадієну. Особливий випадок представляють плити, наприклад зі спіненого або напиляного поліетилену з відкритими парами, які можуть бути склеєні без підготовки поверхні між собою і з іншими матеріалами епоксидними клеями.

→ У будь-якому випадку найвірніший спосіб перевірити - спробувати. Основне, що потрібно пам'ятати - ставитеся уважно і до процесів і до вибору, тоді результат буде надійним і Ваш настрій не зіпсується через зайвих клопотів.

З'єднання ПВХ, виконані клеями на основі форполимера метакрилата, стійки протягом декількох місяців і дії гарячої води (337К), метанолу, оцтової кислоти, атмосферних факторів. Жорсткий ПВХ і ПВХ, що містить менше 30% пластифікатора, можна склеювати за допомогою композицій на основі нитрильного і поліхлоропренового каучуку, поліуретанів, поліакрилатів, епоксидні і фенолформальдегідні клеї мають низьку адгезію і ПВХ. Для отримання швів з властивостями, близькими і властивостями з'єднується матеріалу, доцільно користуватися поліуретанової композицією, модифікованої хлорвінілової смолою.

→ Полівінілхлорид (ПВХ, TECAFINIL) також як і Поліетилен, Поліпропілен прекрасно зварюється і демонструє міцне з'єднання.

При склеюванні пластифицированного (35-50% пластифікатора) ПВХ клеями, які добре склеюють жорсткий ПВХ, через кілька діб або місяців спостерігається ослаблення або руйнування первісної бездоганного шва, що відбуваються під дією пластифікаторів, дифундують в клейову прошарок.

Стійкість до пластифікаторів мають клеї на основі нитрильного каучуку з добавками хлоркаучук або смол. Однак недоліком цих клеїв є занадто коротка витримка, яка не може перевищувати 5-10 хв, що ускладнює утрудненням цих клеїв при склеюванні великих поверхонь. Цього недоліку позбавлені клеї на основі поліхлоропренового каучуку.

Для склеювання монолітних деталей з ПС (плівки, труби литі деталі) рекомендуються поліуретанові, стиролсодержащих поліефірні, ціанокрілатние клеї, композиції на основі поліхлоропрену, нитрильного каучуку, ПС добре розчиняється в розчиннику поліуретаном клею, в Стиролі, що входить до складу поліефірного клею, і в ціанокрілате сприяє досягненню найбільш повного контакту клею зі склеюваних матеріалом.

Вибір клею залежить від наступних параметрів:

  • матеріалів
  • поверхонь
  • типу напруги
  • хімічних речовин, вологості
  • температури
  • зовнішнього вигляду / прозорості
  • електричних вимог
  • часу циклів при виробництві
  • фізіології

Епоксидні клеї характеризуються низькою адгезією і ПС. Так, зразки з ПС і стали, склеєні епоксидним клеєм при 337К протягом 6 г, руйнується при випробуванні на зрушення при напрузі 9,0 мПа.

Полікарбонат склеюється легше, ніж інші кристалізується термопласти, що пояснюється його відносно хорошою розчинність в деяких органічних сполуках. Найбільш підходящі для ПК вважають епоксидні клеї, поліефірні, поліуретанові, кремнійорганічні і фенолкаучуковие, затвердіння яких відбувається при температурі, що не перевищує температури склеювання ПК. Епоксидні клеї, отверждаемие амінами або поліамідами, не рекомендується для роботи у вологому середовищі при температурі вище 393К. При склеюванні полікарбонату клеями, отверждаемие ангідриду, виникає небезпека теплового старіння матеріалу під час термообробки шва.

склеювання оргскла

Листи з екструзійного оргскла можна склеювати між собою і з іншими матеріалами, отримуючи при цьому високоміцний і довговічний шов. Перед склеюванням бажано провести термообробку (випарювання вологи і зняття напруги матеріалу). Етапи склеювання оргскла такі ж, як і у інших термопластів і містять такі стадії: попередня обробка (надання шорсткості, очищення, отжиг), підготовка та нанесення клею, стикування і фіксування деталей, затвердіння і охолодження, видалення фіксації і остаточна обробка - отжиг.

Наступні матеріали і клею для з'єднання оргскла можуть бути використані:

→ Після сушіння і застигання клею при кімнатній температурі рекомендується провести відпал протягом 2-5 годин при температурі 60 ° C.

обмеження відповідальності

Ми не перший рік на ринку і часто стикаємося з неналежним увагою, а часом і з властивим багатьом з нас так званим «людським фактором», тому варто сказати ще про одне.

Будь ласка, зверніться до виробників клейових складів за допомогою у виборі марки клею.