Практическое применение результатов исследования высокоэластичности

Можно обобщить проведенные исследования структур на свойства клеевых материалов, условно разделив их на «эластичные» и «жесткие». Уточнив рабочую температуру и структуру клея в отвержденном состоянии (сшитая или аморфно-кристаллическая) шва, можно разработать типовые рекомендации по склеиванию.

«Эластичные» полимеры

Данные материалы имеют невысокие значения модулей упругости (в пределах от 1 до 10 МПа при температуре окружающей среды). Они не относятся к группе конструкционных клеев, поскольку не обладают высокими прочностными характеристиками при высоких температурах. Однако они обладают хорошими деформационными характеристиками, что позволяет их рекомендовать для склеивания в тех случаях, когда клеевой шов должен выдерживать ударные нагрузки (для этого требуется, чтобы клеевой материал обеспечивал рассеивание достаточно большого количества энергии). К преимуществам данных материалов относятся следующие.

  • Способность амортизировать удары и вибрации, сопротивляться циклическим нагрузкам (усталостная прочность), рекомендуются для склеивания транспортных средств.
  • Возможность обеспечивать хорошую механическую стойкость при различной геометрии нагрузок; наиболее благоприятными являются сдвиговые нагрузки, удовлетворительно работают при отслаивающихся и циклических нагрузках.
  • Низкая скорость распространения дефекта (если он все-таки возникает в материале, то далее трещина увеличиваться в размерах не будет).

Уменьшение механической прочности при повышении температуры не рассматривается как дефект, так как данные материалы относятся к классу термопластов. Некоторые недостатки, связанные с хорошими деформационными характеристиками, могут быть существенно уменьшены, если использовать армирующие наполнители. К преимуществам термопластичных материалов относится и высокая производительность, что связано с отсутствием длительной операции отверждения.

«Жесткие» полимеры

Полимеры, находящиеся в стеклообразном состоянии при температуре окружающей среды, имеют высокие значения упругих характеристик и прочности. Они не обладают способностью к рассеиванию энергии, но благодаря способности к пластической деформации отличаются хорошей долговечностью в условиях длительного воздействия циклических нагрузок. Напоминаем их свойства:

  • способность выдерживать высокие нагрузки при сохранении стабильности размеров клеевых соединений при различной температуре;
  • способность к пластической деформации и к локальному рассеиванию энергии, необходимому для ограничения концентрации напряжений при возникновении дефектов структуры.

Для повышения долговечности клеевых соединений, собранных с использованием жестких клеев, целесообразно вводить в их состав пластификаторы (т.е. сделать материал более эластичным). Это будет способствовать высокоэластичному рассеиванию энергии и увеличит стойкость клеевых соединений к действию ударных нагрузок.

Когезионная прочность. В процессе склеивания смачивание подложек клеевым материалом происходит за очень короткий промежуток времени. Далее следует процесс отверждения, который протекает в течение достаточно длительного периода времени. В зависимости от того, принадлежит ли клей к термопластичным материалам или к термореактивным, рассмотрим возможные механизмы образования клеевого соединения.

Для термопластичных клеевых материалов образование клеевого шва (т.е. развитие когезии) происходит физическим способом в процессе его затвердевания. Давление при склеивании позволяет увеличить прочностные свойства клеевого соединения и обеспечивает получение равномерного клеевого шва. Если клей представляет собой раствор, то процесс его отверждения происходит в процессе испарения растворителя. После этого он становится термопластичным, и для обеспечения высоких прочностных характеристик клеевого соединения также требуется создание давления.

Для термореактивных клеевых материалов процесс образования сшитого полимера происходит непосредственно в процессе склеивания. В состав клеевого материала входят различные материалы: олигомер или смесь олигомеров, отвердитель, пластификатор, различные модифицирующие добавки. Достаточно часто для получения густо-сшитых материалов в процессе отверждения используют нагрев.

В процессе образования клеевого соединения могут одновременно происходить физические, химические и механические процессы.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

Copyright © 2017 Современные технологии обработки древесины. All Rights Reserved.
При использовании материалов сайта гиперссылка на www.technologywood.ru обязательна.