Общие задачи подготовки поверхностей под склеивание
За исключением некоторых особых случаев, когда подготовку поверхностей проводить нецелесообразно, данная операция начинается с обезжиривания. Целью обезжиривания является: для металлических подложек — удаление с их поверхности слоя масел или смазок, для полимерных подложек — удаление следов загрязнений и «выпотевающих» веществ, которые могут мигрировать к поверхности в процессе хранения полимерных материалов. За операцией после обезжиривания, следует механическая обработка, основной целью которой является создание определенного микрорельефа для обеспечения лучшего сцепления клея. Следующей операцией может быть специальная обработка поверхности подложки, целью которой является создание на ее поверхности функциональных групп, способствующих межфазному взаимодействию.
Обезжиривание. Название связано с тем, что среди загрязняющих веществ чаще всего встречаются минеральные масла, которые условно объединяют под общим названием жиры. Для обезжиривания используют органические растворители и водно-моющие растворы, которые позволяют отделить загрязняющий слой от поверхности металлической подложки.
Очистка растворителями. Наиболее широко для обезжиривания используются следующие органические растворители: алифатические углеводороды (бензин, уайт-спирит) и ароматические углеводороды (толуол, ксилол), эфиры (метилацетат, этилацетат), кетоны (ацетон, метилэтилкетон МЭК), спирты (метиловый, этиловый) и др. Основными недостатками органических растворителей являются их высокая воспламеняющая способность, взрывоопасность, токсичность и экологические проблемы, связанные с их утилизацией.
Учитывая серьезные затраты по технике безопасности при их использовании, их можно отнести к достаточно дорогим. К преимуществам органических растворителей относятся: высокая скорость улетучивания, что позволяет сократить сроки на проведение операций по обезжириванию. Именно по этой причине органические вещества широко используются для обезжиривания, в том числе и при проведении научно-исследовательских работ.
Обезжиривание поверхности пластмасс. При обезжиривании полимеров органическими растворителями может иметь место набухание пластмасс. Диффузия растворителей в пределах нескольких нм не оказывает вредного воздействия, и при небольшом набухании могут иметь место даже процессы, полезные для склеивания. В качестве показателя, определяющего возможность использования данного растворителя для обезжиривания конкретного полимерного материала, принимают параметр растворимости, значение которого не должно превышать 10%.
Галогеносодержащие растворители: хлорметаны, хлорэтаны, фторхлорсодержащие растворители, водородные фторалканы.
Особенности обозначений галогеносодержащих углеводородов. После названия одного из наиболее широко используемых галогеносодержащих растворителей — фреон или CFC — идут цифры 2 и далее цифра 3. Первая цифра показывает количество ядер атомов углерода минус 1. Вторая цифра показывает количество атомов водорода плюс 1. Третья цифра — количество атомов фтора. Учитывая четырех-валентность атома углерода, число атомов хлора определяется по разнице (4 — п), где п равно количеству атомов водорода и фтора: 4 — п для CFC = 1 атому углерода, б — п для двух атомов углерода.
Галогеносодержащие растворители обладают наибольшей растворяющей способностью, и исследователи очень надеялись на их основе получить идеальное средство для обезжиривания. Данные растворители отличаются пониженной горючестью, они не намного дороже, чем их не галогеносодержащие аналоги, обладают лучшей испаряемостью, чем большинство растворителей, и более эффективные. Их основным недостатком является очень высокая токсичность. Они также вносят немалый «вклад» в парниковый эффект и кислотные дожди, и по этой причине их относят к материалам, приводящим к разрушению озонового слоя. Именно по этой причине производство трихлорэтана и CFC (фреон 113, в частности) были запрещены «протоколами Рио-де-Жанейро, Монреаля и Киото». Такие растворители, как метиленхлорид (фреон 30), трихлорэтилен и перхлорэтилен или несколько HCFC, не оказывающие отрицательного влияния на озоновый слой, широко применяются в настоящее время, однако в ближайшее время они также могут попасть под запрет, что связано с ужесточающимися требованиями по защите окружающей среды. HFA могли бы быть прекрасной заменой HCFC, однако они существенно дороже и их эффективность ограничена, поскольку некоторые исследователи считают их очень токсичными. Именно по этой причине данные материалы также не являются перспективными для применения.
Обезжиривание водно-моющими составами Составы водных растворов; как правило, такие составы готовят из концентратов, которые представляют моюще-обезжиривающие средства сложного состава (концентрация рабочего раствора, как правило, составляет 5-15% концентрата). В состав водных растворов также входят поверхностно-активные вещества (чаще анионного типа), эмульгаторы (в качестве которых применяются фосфаты, карбонаты, бораты, силикаты), вещества, способствующие образованию комплексных элементоорганических соединений (EDTA), пеногасители, антикоррозионные добавки и др.
Задачей водных растворов является не растворение, а дисперсия, приводящая к отрыву и разрушению жирных слоев. Для того чтобы избежать повторного оседания грязи на поверхности подложек, проводят дополнительную операцию обезжиривания промывкой с использованием большого количества «чистой» воды, предварительно обессоленной. К преимуществам водно-моющих растворов относятся: нетоксичность, эффективность, удобства в работе. Недостатком является большой расход воды, которая требует предварительной очистки, а отходы водно-моющих растворов также требуют специальных экологических мероприятий. Недостатком является и длительность процесса сушки очищенных поверхностей (чаще всего используют принудительную сушку, что также требует наличия специального оборудования и оснастки, поскольку требуется обеспечить обдув подогретым и сухим воздухом).
Если взвесить все преимущества и недостатки водно-моющих растворов, то плюсов окажется больше. По этой причине они все чаще используются вместо органических растворителей и в перспективе могут совсем их заменить.
Загрузка ...