Фенольные клеи
Они также очень широко используются в деревообрабатывающей промышленности, в том числе и при изготовлении клееной фанеры (для наружного применения), при сборке несущих конструкций, декоративных обшивок стен и пр. Они хорошо совмещаются с эпоксидными составами и применяются в качестве клеев и связующих при изготовлении конструкций из полимерных композиционных материалов. Одно время фенольные смолы начали заменяться эпоксидными, однако сейчас они снова «в моде» по разным причинам, в том числе и из-за своей очень низкой стоимости.
Клеи на основе сополимеров
Фенольные сополимеры бывают двух видов: резолы, полученные в результате конденсации в щелочной среде (водный раствор соды или гидроокиси калия), различные фенолы с избыточным формальдегидом и новолаки в результате конденсации избыточного фенола с формальдегидом в кислотной среде. При наличии мостиков метиловых групп резолы растворяются в воде. Их поперечные связи образуются при увеличении температуры (свыше 150°) и удалении воды (прессование при давлении ниже 1,5 МПа (15 атмосфер)). Процесс отверждения может произойти и при температуре окружающей среды в течение некоторого времени. Отсюда возникает необходимость в стабилизации таких составов с помощью метанола. Для образования поперечных связей требуется использование отвердителей, самый популярный из них гексаметилентетрамин, который образует мостики диметиленамина при температуре свыше 150 °С (прессование под давлением менее 0,5 МПа). Крезолы, в частности, резорцин, являются также основой фенольных клеев. Производят их только в форме новолаков (из-за своей высокой химической активности),
Сополимеры резорцинформалина образуют поперечные связи при комнатной температуре в момент их использования, при контакте с растворами параформальдегида в смесях вода — метанол. По этой причине резорциновые клеи несколько дороже всех прочих фенолоформальдегидных составов и обладают устойчивостью к воздействию атмосферной влаги. Имеются серьезные ограничения из-за летучести формальдегида (менее 10 мг на 100 г материала), которые приводят к замене формальдегида альдегидом. Применение фурфурола позволяет снизить количество формалина в клеях (фурфурол является «экологически чистым» продуктом, который получают из початка кукурузы).
Составы. Структура резолов и новолаков предопределяет их способность устанавливать химические взаимодействия с пограничными слоями (через фенольные гидроксилы) и придавать швам высокую степень поперечных связей благодаря трехфункциональности каждого ароматического цикла (два положения орто и одно пара по отношению к группе ОН). Отрицательным последствием является то, что швы (очень жесткие) не выдерживают расслаивающие нагрузки. Первыми конструкционными клеями, созданными для таких напряжений, были материалы серии Redux, которые использовались в авиационной промышленности с 1940 года. Речь идет о растворах резола (наносимого кисточкой на подложки), на который операторы напыляли поливинилацеталь перед стыковкой и склеиванием при высокой температуре (170°С) под прессом (1,5МПа). По сравнению с современными конструкционными клеями они не обладали очень высокой механической прочностью. Что касается долговечности, опыт свидетельствует, что долговечность клеевых соединений более 30-40 лет. Но примитивный способ их нанесения и необходимость в большом давлении не позволили использовать эти клеи в конструкциях современной авиационной промышленности. Получают нитрилофенольные клеящие материалы путем смешивания новолаков (20%-ный органический раствор), бутадиен-нитрильного каучука (50%-ный органический раствор), наполнителей (25%) и различных добавок (в частности, агентов вулканизации). Клеи производят в форме порошка или пленок. Отверждение проводят при температуре 170 °С и давлении 0,5 МПа. Клеевые соединения обладают следующими свойствами:
- повышенная механическая стойкость сдвиговых нагрузок, длительная работоспособность при температурах свыше 200 °С;
- хорошая эластичность, обеспечивающая отличную ударную вибростойкость и сопротивление нагрузкам при отслаивании, даже при низкой температуре ( в пределах 0 °С).
Эти свойства позволяют использовать эти клеевые материалы в самых различных отраслях промышленности:
- автомобильная промышленность и смежные области производства: склеивание тормозных накладок, выдерживающих высокую температуру и большие нагрузки, диски сцепления находятся в контакте со смазывающей жидкостью, бесшумные «коврики» (невоспламеняющиеся) в отсеке двигателя и под шасси;
- авиационная и космическая промышленность: склеивание элементов фюзеляжа;
- производство абразивных материалов: крепление абразива к бумажной основе;
- металлургия: сборка литейных форм и пр.
Загрузка ...