ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие принципы пластификации полимеров из "Физико-химические основы переработки растворов полимеров" Учитывая особенности настоящей книги, мы не будем касаться чисто технологических вопросов склеивания и конкретных композиций клеев. Эти вопросы, как и вообще теория и практика склеивания, достаточно подробно освещены в специальных монографиях . Здесь же сделаны только краткие замечания относительно основных принципов использования растворов полимеров в качестве клеев. [c.328] Первый способ применяется при использовании полимеров в виде клеевых пленок или прутков, которые накладываются на места склейки и подвергаются нагреву до необходимого состояния. Отверждение (фиксация) полимерного клеевого шва осуществляется путем понижения температуры или чаще всего благодаря протекающему одновременно процессу химического отверждения (полимеризация или поликонденсация с образованием трехмерных или сшитых структур). Такой метод склейки очень удобен из-за отсутствия растворителей п простоты технологических операций, но он, к сожалению, не всегда применим, особенно если речь идет о соединении сложных поверхностей или деталей, которые не должны подвергаться нагреву. [c.329] Поэтому в значительно большем объеме полимеры используются для склеивания в виде растворов в летучих растворителях, в связи с чем физико-химические процессы склеивания мало отличаются от процессов формования пленок, и особенно пленочных покрытий, К тому, что уже говорилось в связи с переработкой полимеров в пленки, остается добавить несколько замеча ний о специфике растворов полимеров как клеев. [c.329] В относительно редких случаях композиция клея проста и состоит из двух компонентов полимера и растворителя. Многие полимеры нуждаются в модификации, и поэтому в состав клея вводятся различные добавки. Особенно сложен состав тех клеев, где полимер образуется в процессе склеивания путем полимеризации (поликонденсации). Модификация некоторых свойств конечной полимерной пленки достигается также путем введения наполнителей, повышающих разрывную и сдвиговую прочность полимера и изменяющих иногда в нужном направлении температурные коэффициенты расширения его, что снижает вредные внутренние напряжения в клеевых слоях. Более важным моментом, чем в случае поверхностных покрытий (особенно декоративных, а не защитных), является прочность полимерной пленки. Поэтому при выборе полимера для клеевой основы обращают внимание и на степень полимеризации, от которой в известных пределах зависит прочность на разрыв и хрупкость клеевого слоя. [c.330] Введение растворителей в композицию клея преследует, как уже говорилось, цель перевести полимер в вязкотекучее состояние. Количество добавляемого растворителя определяется вязкостью, которую необходимо достичь для образования соответствующего клеевого слоя. Даже при использовании жидких компонентов термореактивных и самоотверждающихся смол требуется добавлять растворитель для обеспечения наиболее благоприятных условий образования клеевого слоя на поверхности материала. Например, для таких клеев, как ВИАМ Б-3 и Ф-9 (на основе феноло-формальдегидных смол), по данным Кардашева , требуется добавление 10 вес. % ацетона или спирта. [c.330] Процессы, протекающие при нанесении жидкого клея на подготовленные к склеиванию поверхности, заключаются в растекании клея, капиллярном проникновении его в поры материала и постепенном испарении растворителя, сопровождающемся повышением вязкости системы. [c.330] Если же склеиванию подлежат материалы, не содержащие глубинных пор, то вязкость определяется преимущественно условиями нанесения, т. е. растекания по поверхности и заполнения неровностей на ней. В силу таких разнообразных требований вязкость реальных клеевых систем выбирается в очень широких пределах от 2—5 до 500—800 пз (в специальных клеях). В большинстве случаев вязкость лежит в области нескольких десятков пуаз. [c.331] После образования соответствующего жидкого слоя раствора полимера вязкость его необходимо повысить до такого предела, чтобы обеспечить определенное сопротивление сдвиговым усилиям, действующим по тем или иным причинам на наложенные друг на друга склеиваемые плоскости. Кроме того, наличие большого количества растворителя в клеевом слое после соединения склеиваемых поверхностей затрудняет его равномерное испарение и ослабляет клеевой слой. Таким образом, следующей стадией является частичное (для термореактивных материалов — полное) удаление растворителя и соединение под давлением склеиваемых поверхностей. [c.331] Процесс испарения растворителя до соединения поверхностей в технологии склеивания называется открытой выдержкой. В этот момент система предмет — клеевой слой — предмет оказывает сопротивление внешним механическим воздействиям за счет когезионной прочности клеевого слоя, которая зависит от его вязкости, поскольку деформация имеет здесь по-преимуществу необратимый характер. Остаток растворителя после частичного испарения его и спрессовки склеиваемых объектов улетучивается благодаря диффузионным процессам. [c.331] Важно отметить, что толщина пленки полимера после удаления растворителя не должна быть очень большой. Известны многочисленные данные, показывающие, что прочность клеевого шва уменьшается по мере увеличения толщины пленки, приближаясь к определенному пределу. Для иллюстрации можно привести известный примера соединения алюминия шеллаком (рис. 140). [c.332] Электронно-.чнкроскопический снимок системы нитрат целлюлозы — ацетои — вода при частичном выделении полимера . Ис.ходиая концентрация (объемная) полимера 0,5%, добавка воды — 30 о от ис.ходного объема раствора. [c.333] Электронно-микроскопический снимок системы поливиниловый спирт — вода — этиловый спирт. [c.334] Кинетику процессов высыхания и соответственно свойства получаемого клеевого слоя регулируют путем применения соответствующих комбинаций растворителей, подбор которых до настоящего времени, как и ирк составлении рецептур лаков и красок, носит эмпирический характер. [c.341] Необходимо учесть следующее обстоятельство. Образование клеевого слоя из растворов полимеров представляет собой процесс однофазного преобразования си стемы полимер — растворитель, при котором изменяется только физическое состояние системы, т. е. происходит переход из вязкотекучего состояния в высокоэластическое, а затем в стеклообразное. [c.341] Когда при неправильном подборе комбинации рас творителей (и разбавителей) система в процессе высы хания, особенно на ранней стадии его, попадает в об ласть распада на фазы, прочность клеевого слоя резке снижается, если склеивание вообще оказывается воз можным. Отчетливым признаком распада системы нг фазы является образование упругой, студнеобразной системы, которая обладает малой липкостью (из-за большой эффективной вязкости). [c.341] Поэтому выбор комбинации растворителей должев проводиться путем подробного исследования совместимости систем в интервале возможных изменений состава композиции растворителей при их последовательном испарении. Эта задача здесь, по-видимому, более ответственна, чем при составлении рецептур лаков и красок, поскольку требования к механическим свойствам клеевых слоев обычно очень высоки. [c.341] Получение пористых полимерных материалов воз- йожно не только путем включения в чистый полимер -1обавок, которые вызывают газообразование при повышенных температурах, но и в результате удаления растворителей из растворов полимеров в условиях, когда ае происходит существенной усадки каркасной структуры полимера из-за действия капиллярных сил. [c.342] Сущность методов получения пористых структур из растворов полимеров заключается в удалении растворителя при сохранении первоначального объема раствора. Возможны два приема проведения такой операции. [c.342] При высушивании пористого материала поры смы каются за счет капиллярных сил благодаря гибкости, материала, но сшивки препятствуют рассасыванию возникающих при этом внутренних напряжений. После высушивания материал достаточно прозрачен, что свидетельствует об исчезновении поверхностей раздела межд) отдельными элементами структуры. Но при новом смачивании, когда материал переходит из застеклованногс состояния в высокоэластическое, происходит релаксация внутренних напряжений, и восстанавливается исходная пористость материала. Происходит и восстановление по верхностей раздела между элементами структуры, в результате чего материал вновь становится непрозрачным как до сушки. [c.343] Вернуться к основной статье