РАСТВОРИТЕЛИ ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ КЛЕЕВ 14 страницаХимическая стойкость. Важно, чтобы растворитель в процессе изготовления клея оставался стабильным и не вступал в химическое взаимодействие с каучуком. Этому требованию удовлетворяют такие растворители, как бензин и бензол; они достаточно инертны. Хлорированные углеводороды менее стабильны, они могут отщеплять хлористый водород или даже хлор, в особенности при повышенных температурах. Дихлорэтан обладает плохой стабильностью. При отщеплении хлористого водорода происходит взаимодействие его с каучуком, что сказывается на свойствах каучука. Следует отметить, что при добавлении небольших количеств этилового спирта стабильность дихлорэтана значительно возрастает. Иногда способностью растворителей претерпевать химические изменения пользуются с определенной целью. Так, благодаря способности скипидара окисляться с образованием перекисей становится возможным получить нерастворяющуюся пленку на основе полихлоропренового клея. Гигроскопичность. Некоторые растворители способны поглощать воду. При наличии воды в растворителях применение клеев на их основе становится практически невозможным. Например, вулканизация пленки клея, содержащего однохлористую серу, невозможна даже в присутствии следов воды вследствие- разложения хлорида серы водой. При наличии следов воды понижается клейкость пленок. Токсичность. Растворители, применяемые для изготовления клеев, являются в большей или меньшей степени токсичными. Их содержание в воздухе производственных помещений не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК). Ниже приведены значения ПДК (мг/м3) для некоторых растворителей: Бензин Бр-1.... 300 Дихлорэтан..... 10 Циклогексан..... 80 Сероуглерод..... 10 Ксилол....... 50 Хлороформ...... 10 Толуол....... 50 Этилацетат..... 200 Бензол...... 20 Метилэтилкетон.... 200 Скипидар...... 300 Пожаро- и взрывоопасность. Все углеводороды, применяемые в качестве растворителей, горючи, а следовательно, и пожароопасны. Показателями пожароопасности могут служить температура вспышки, температура самовоспламенения и пределы взрываемости смеси паров растворителей с воздухом. Температура вспышки является важнейшим показателем огнеопасности растворителей. Температурой вспышки называется та наименьшая температура, при которой смесь паров растворителя с воздухом воспламеняется от открытого источника огня. Ниже этой температуры воспламенения не наблюдается. Температурой самовоспламенения называется та наименьшая температура окружающей среды, при которой начинается саморазогрев вещества и оно воспламеняется в отсутствие открытого источника огня. При этом количество тепла, выделяющегося в результате окислительной реакции, будет больше тепла, отводимого в окружающую среду. Самовоспламенение большинства растворителей происходит при температурах 90—500 °С. Пределы взрываемости показывают ту минимальную и ту максимальную концентрацию паров растворителей в воздухе, между которыми возможен взрыв паровоздушной смеси. Пределы взрываемости для веществ непостоянны и зависят от внешних условий (температуры, давления, мощности источника воспламенения). С повышением температуры пределы взрываемости расширяются. Пожарная опасность значительно увеличивается (особенно в зимнее время), если применяемый растворитель является диэлектриком: при его движении возникают электрические заряды высокого напряжения, при разряде которых возможен пожар. Для предотвращения скопления зарядов статического электричества токопроводящие поверхности заземляют. Кроме того, при меняют увлажнение воздуха, антистатические присадки, ионизацию воздуха при помощи радиоактивных и электрических ионизаторов. Данные, характеризующие свойства некоторых растворителей приведены в табл. IV.11.
Таблица IV.11. Свойства различных растворителей
Скорость испарения. При разработке технологических процессов, связанных с применением клеев, всегда учитывают скорость испарения растворителей. Она зависит от давления паров растворителя, которое меняется от температуры рис. IV.93).
Рис. IV.93. Зависимость давления Р паров растворителей от температуры t: 1-сероуглерод 2-н-гексан; 3-четырех-хлористый углерод; 4 — бензол; 5— н-гептан, 6 - толуол; 7 — н-октан; 8 — м-ксилол; 9 — н-нонан.
Если при испарении растворителя из клея температура снижается до точки конденсации влаги, находятся в воздухе, на поверхости пленки образуется роса; при этом резко снижаются клейкость поверхности-прочность склеивания. Поэтому легколетучие и низкоипящие растворители не находят практического применения для изготовления; клеев. Кроме того, при быстром испарении растворителя сразу образуется поверхностная пленка, препятствующая дальнейшему испарению растворителя. Вследствие этого при вулканизации клеевой пленки происходит образование в ней пор, а также наблюдается отслаивание пленки от поверхности изделий. Более эффективно применять смесь растворителей, температуру кипения которой можно изменять в сравнительно широких пределах, например бензины — смесь углеводородов с температурой кипения 60—135 °С. При наличии в смеси менее летучих компонентов предотвращается возможность образования поверхностной пленки после нанесения клея на поверхность изделия.
НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА КЛЕЕВ И МЕТОДЫ ИХ ИСПЫТАНИЯ
В зависимости от назначения к резиновым клеям предъявляют различные требования. Наиболее общими требованиями являются: растворимость в технически доступных и нетоксичных растворителях; стабильность при хранении, которая может нарушаться в результате структурирования или деструкции полимера или вследствие изменения физического состояния компонентов (кристаллизации ингредиентов); постоянная вязкость при определенной концентрации; высокая прочность связи между склеиваемыми элементами как до, так и после вулканизации, а также в процессе эксплуатации. Вязкость растворов каучука зависит от молекулярной массы полимера и его концентрации в растворе, от особенностей взаимодействия полимера с растворителем, температуры. Для концентрированных растворов полимеров, к которым можно отнести резиновые клеи, характерна аномалия вязкости, т. е. существенная зависимость коэффициента вязкости от скорости деформации. Это объясняется изменением ориентации молекулярных цепей при течении растворов полимеров в зависимости от скорости течения, а также взаимодействием макромолекул в растворе. С увеличением концентрации раствора полимера его вязкость возрастает очень резко, что объясняется увеличением взаимодействия макромолекул в растворе, а также связыванием растворителя полимером. Вязкость растворов значительно увеличивается с повышением молекулярной массы полимера. Зависимость вязкости η концентрированных растворов полимеров от их молекулярной массы выражается уравнением η = АМа сβ где А, α и β—константы, причем значения для α и β могут достигать значений 3,5 и 5—7 соответственно; с —концентрация раствора. Вязкость клеев зависит не только от концентрации и молекулярной массы полимера, но и от природы растворителя. Изменяя указанные параметры, можно в широких пределах менять вязкость клеев. По вязкости можно контролировать качество клеев и их стабильность. В практике для оценки вязкости пользуются условными единицами, удобными для проведения сравнительных испытаний. Чаще всего вязкость оценивают по времени полного или частичного истечения определенного количества испытываемого клея через калиброванное отверстие (обычно диаметром 5,4 или 4 мм) из специальной воронки (обычно емкостью 100 см3). Вязкость клея выражают в единицах времени (с или мин). Распространенным. способом является оценка вязкости по времени прохождения при свободном падении шарика определенных массы и размера через слой клея строго определенной толщины. По прочности связи между склеенными материалами судят о.клеящей способности клеев, т. е. об адгезионных и когезионных свойствах клеевой пленки. Обычно клеящую способность оценивают по сопротивлению расслаиванию двух полосок склеиваемых материалов (например, ткани) размером 240x50 мм или 100х25 мм, на которые наносят определенное количество клея, а затем просушивают и дублируют при заданном давлении. Дублированные образцы в зависимости от вида и назначения клея выдерживают необходимое время при температуре 18—23 °С или под вергают вулканизации. Дублированные образцы расслаивают на разрывной машине со скоростью 200±20 мм/мин и определяют минимальное значение прочности связи двух склеенных полосок, которое обычно выражают в Н/см или в Н на ширину полоски. Таким образом может быть определена прочность склеивания между слоями ткани, резины, прорезиненных тканей или резины с другими материалами.
|
