Клеи и герметики

Четкую границу между клеями и герметика­ми провести сложно, так как практически все составы обладают как клеящими, так и герметизирующими свойствами. При преоб­ладании клеящих свойств состав относят к клеям, а при преобла­дании герметизирующих свойств состав считают герметиком.

Клеи предназначены для создания неразъемного соединения деталей за счет физико-химического взаимодействия клеящего вещества с материалом деталей.

Герметики — это клеи, обеспечивающие непроницаемость де­талей или их неразъемных соединений для жидкостей и газов.

Большинство клеев и герметиков представляют собой раствор органических или элементоорганических полимеров в органичес­ких растворителях. В процессе склеивания растворитель улетучива­ется, а оставшаяся пленка полимера прочно соединяет склеивае­мые поверхности.

Номенклатура клеев и герметиков отличается большим разно­образием составов. В отличие от полимеров, которые составляют их основу, общепринятая маркировка клеев и герметиков отсут­ствует. Они могут иметь самые разнообразные названия, напри­мер, компаунд, мастика и др. Реально оценить их свойства и обла­сти применения можно только по классификации пленкообразу­ющего полимера.

Термореактивные полимеры обычно служат в качестве основы конструкционных клеев. Термопластичные полимеры используют преимущественно для склеивания неметаллических материалов и в качестве невысыхающих герметиков.

Из термореактивных клеев наиболее востребованы клеи на ос­нове фенолформальдегидных, эпоксидных и полиуретановых по­лимеров.

Фенолформальдегидные клеи обладают высокой прочностью, хорошей водо-, масло- и бензостойкостью. Их используют пре­имущественно для склеивания пористых материалов, например, древесины. Они широко применяются для наклеивания тормоз­ных накладок в фрикционных узлах транспортных средств и дру­гих технических устройств.

Основными недостатками фенолформальдегидных клеев явля­ется их хрупкость и низкая теплостойкость.

Для устранения хрупкости клея фенолформальдегидные поли­меры модифицируют добавками эластомеров.

Из фенолформальдегидных клеев наиболее известны клеи се­рии БФ, модифицированные добавками поливинилбутираля, на­зываемого сокращенно бутвар. Экологически безвредная модифи­кация клея БФ широко используется в быту для нанесения сте­рильной пленки на поврежденную кожу (порезы, ссадины и др.).

Модифицированные клеи благодаря приобретенной эластич­ности хорошо воспринимают циклические и вибрационные на­грузки. Из этой серии наиболее известен клей под маркой № 88. Для повышения теплостойкости клея фенолформальдегидные полимеры модифицируют добавками кремнийорганических соеди­нений, что повышает теплостойкость клея до 300 °С. Такие клеи используют для склеивания стали и алюминиевых сплавов с не­металлическими материалами, например, стеклопластиками.

Максимальную теплостойкость модифицированные кремний- органическими соединениями фенолформальдегидные клеи при­обретают при дополнительном введении в их состав неорганичес­ких наполнителей, таких, как, например, асбест. Это переводит их в разряд композиционных материалов. Композиционные клеи с модифицированным фенолформальдегидным связующим теп­лостойки до 500 °С.

Эпоксидные клеи представлены составами холодного и горяче­го отверждения. Они обладают хорошей адгезией практически со всеми металлами и неметаллическими материалами, высокой ме­ханической прочностью, устойчивостью в среде топлив и масел, имеют высокие диэлектрические свойства.

К технологическим преимуществам эпоксидных клеев следует отнести низкое давление, требуемое при склеивании, и малую усадку при затвердевании клея. Малая усадка обеспечивается от­сутствием выделения побочных продуктов при затвердевании клея, что также гарантирует экологическую безопасность процесса скле­ивания.

Основным недостатком эпоксидных клеев является их хруп­кость. Конструктивные свойства эпоксидных клеев улучшают как путем модифицирования эпоксидной составляющей клея други­ми полимерами, так и введением наполнителей. Большинство эпоксидных составов, известных под названием «клей», на самом деле являются композиционными материалами (композитами) на эпоксидном связующем.

Полиуретановые клеи используют преимущественно для скле­ивания металлов с неметаллическими материалами. Эти клеи имеют модификации холодного и горячего отверждения, они упруги, обладают высокими вибро- и ударопрочностью, стойки в среде нефтепродуктов.

В состав полиуретановых клеев входят полиизоцианаты, содер­жащие в структуре токсичный радикал — C=N (циан). Из-за ток­сичности полиуретановых клеев требуется строгое соблюдение санитарно-гигиенических требований при оборудовании рабоче­го места для склеивания и выполнении работ с ним.

Резиновые клеи представляют собой раствор каучуков в органи­ческих растворителях. Они предназначены для склеивания резины с резиной и приклеивания резины к другим материалам.

Цианакрилатные клеи — однокомпонентные клеи, быстро от­верждающиеся за счет следов влаги, присутствующей на склеива­емых поверхностях и в окружающей среде, не требуя давления на склеиваемые поверхности. Они могут склеивать металлы и неме­таллические материалы.

Большинство клеев обладает герметизирующими свойствами. Свойства некоторых герметиков позволяют изменить традицион­ную технологию обеспечения герметичности деталей и агрегатов машин и оборудования.

Кремнийорганические герметики могут быть использованы в качестве жидких прокладок разъемных соединений агрегатов.

Для герметизации фланцевых разъемов корпусных деталей тра­диционно используют твердые уплотнительные прокладки. Раз­нообразие геометрических форм деталей и рабочих условий при­водит к необходимости создания на предприятиях больших запа­сов уплотнительных прокладок, особенно в случае выпуска про­дукции широкой номенклатуры. В то же время, жидкую прокладку наносят из тюбика на рабочую поверхность уплотняемой детали и собирают фланцевое соединение. В процессе отверждения и по­следующей эксплуатации сборочной единицы композит не под­вергается усадке, что исключает ослабление фланцевого соедине­ния и появление утечек рабочей среды.

Замена традиционных твердых прокладок жидкими проклад­ками позволяет снизить производственные расходы. Все многооб­разие складских запасов твердых прокладок заменяет один тюбик жидкой прокладки.

Анаэробные герметики — это жидкости, которые затвердевают при каталитическом воздействии металлической поверхности в условиях отсутствия контакта композита с кислородом воздуха. Это позволяет использовать их для герметизации микродефектов металла и разъемных соединений металл —металл.

Анаэробные герметики применяют для устранения микроде­фектов, нарушающих герметичность сварного шва, и литейных дефектов деталей. Разработаны модификации герметиков для уст­ранения микродефектов металла в стационарных условиях путем вакуумной пропитки дефектных деталей, в условиях сборочного цеха, а также в полевых условиях.

Анаэробные герметики надежно герметизируют резьбовые соединения трубопроводов с жидкими и газовыми рабочими сре­дами, надежно уплотняют резьбу и годами безотказно работают в контакте с рабочими средами машин и технологического обору­дования. Замена ими традиционных трубных уплотнителей значи­тельно ускоряет и удешевляет монтаж трубопроводов.

Наряду с герметизирующим действием анаэробные гермети­ки, затвердевая в зазорах резьбы, надежно фиксируют резьбовые соединения. Такой фиксатор сохраняет надежность при воздей­ствии вибрационных и ударных нагрузок. Это позволяет полно­стью отказаться от механических фиксаторов, что также способ­ствует экономии средств и трудовых затрат.

 

 

Список используемой литературы

1. Г.М. Волков, В.М. Зуев, — Материаловедение. Высшее профессиональное образование. Бакалавриат. Издательство: Академия. 2008 г. 398 стр.