Процесс образования свободных радикалов
Ионы некоторых металлов, например железо, медь, кобальт, марганец и некоторые др., при взаимодействии с перекисью и гидроперекисью водорода образуют свободные радикалы, что приводит к быстрому протеканию химических реакций. Эта способность к быстрой полимеризации использовалась создателями анаэробных материалов, где в качестве катализаторов химической реакции используется металлическая поверхность подложек.
Неочищенная поверхность
Все изменения, которые могут происходить на металлической поверхности в том случае, если не используются специальные методы по ее защите. Поверхность покрыта слоем, состоящим из нескольких отдельных слоев. Верхний слой состоит из различных жиров и пыли. Далее следуют слои, содержащие воду и ее пары, глубина которых составляет 1 мкм и более. Здесь же присутствуют кислород и другие газы. Вместе все эти слои и образуют пленку грязи, которая может иметь очень хорошее сцепление с основным металлом.
Независимо от состава загрязнений, операция по их удалению с помощью растворителей называется обезжириванием. Ее основной целью является удаление пыли и жира. Далее необходимо удалить окисную пленку. Для этих целей чаще всего используют механические методы. В ряде случаев большое распространение получили химические и электрохимические способы подготовки поверхностей.
Цель обезжиривания. В процессе склеивания различных металлических деталей между собой иногда ошибочно полагают, что можно пренебречь операцией по обезжириванию поверхностей, т.к. далее эти поверхности все равно будут подвергаться механической очистке. Это ошибочная точка зрения, которая приведет к тому, что уменьшится долговечность склеенной конструкции. Операцию обезжиривания необходимо применять и до, и после механической очистки. Только в этом случае будет полностью удален слой загрязнений.
Незащищенная металлическая поверхность встречается только на производстве, в то время как потребитель всегда имеет дело с уже подготовленной (защищенной) поверхностью металла методами пассивации, окраски лаками или эмалями и другими способами. В этом случае, даже если поверхность покрыта грязью, удалять защитный слой нецелесообразно, и для обеспечения качественного склеивания достаточно просто обезжирить поверхности. Некоторые детали, например полученные штамповкой и вытяжкой, элементы кузовов или кабин автомобилей, наоборот, специально покрывают слоем густой смазки, которая позволяет защитить их от коррозии. Такие слои, для обеспечения прочности склеивания, необходимо полностью удалить.
Подготовка поверхности стекла. Силикатные стекла на основе кремния (70%) и карбоната натрия и кальция (20-25%) получают путем высокотемпературной плавки (> 1500°С). По своей структуре силикатные стекла относятся к аморфным материалам. Наличие оксидов (кремния), гидроксильных групп (силанолы), силикатов (кальция) и гидратной воды придает поверхностному слою особые свойства, которые, по мнению некоторых исследователей, делают его похожим на окисную пленку на поверхности металлов. Поверхностные слои стекол имеют следующие особенности:
- топография: если не используются специальные методы обработки, поверхность стекол является гладкой, что обеспечивает хорошее растекание клея;
- отсутствуют микропоры и загрязнение внутренних слоев, т.е. на поверхности стекол нет слабых поверхностных слоев, которые требовалось бы удалять;
- стекла относятся к материалам, которые хорошо смачиваются клеем;
- ограниченным числом возможных химических реакций: т.е. стекло не участвует в образовании химических связей с клеевым материалом.
Для очистки стеклянной поверхности и обеспечения хорошего качества склеивания достаточно их просто обезжирить, обезжиривания может быть достаточно. Для особых случаев, когда требуется обеспечить высокие значения адгезионной прочности, на поверхность стекол наносят праймеры, которые представляют собой кремний-органические грунтовки.
Особенности производства зеркал. При производстве зеркал и различных витражей расплавленное стекло наносят на поверхность, покрытую оловом. Зеркала имеют две разные поверхности, одна из стекла, структура которого во многом зависит от технологии охлаждения расплава, вторая поверхность покрыта слоем, содержащим большое количество олова. По своей способности к дальнейшему склеиванию эти поверхности существенно отличаются, и эти отличия хорошо знаю стекольщики.
Подготовка поверхности камня, бетона, гипса. Общими свойствами, которые присущи камню, гипсу, бетону и другим неорганическим материалам, являются пористость и степень влажности, которая может сильно изменяться в зависимости от величины атмосферной влажности. Повышенная пористость приводит к образованию очень слабых и очень хрупких поверхностных слоев.
Для активации поверхностей и увеличения качества склеивания требуется удаление слабых слоев, что можно сделать с помощью металлической щетки. После механической очистки поверхности обезжиривают с помощью растворов кислот или щелочей с последующей промывкой водой и сушкой.
Подготовка поверхности других неорганических материалов. Клеевая технология является основной при производстве следующих изделий:
- золотых и серебряных изделий, часов, где используются кристаллы как настоящие, так и искусственные;
- электробытовой техники и других приборов и оборудования, в том числе и для проведения научных исследований, когда требуется соединять огнеупорные материалы;
- при проведении реставрационных работ, при изготовлении скульптур из камня и пр.
В каждом случае требуется очистить поверхность от пыли и найти способ для увеличения прочности склеивания. Для обезжиривания используют органические растворители. Наибольшие проблемы при работе с этими материалами возникают непосредственно в процессе склеивания, что связано, как правило, со сложной геометрией клеевого шва, что требует использования специальной оснастки для обеспечения плотного прилегания склеиваемых поверхностей друг к другу.
Загрузка ...