Склеивание пластмасс и металлов

23.11.2022 2 СТМ 1-я пара МДК.04.01 Слесарное дело и технические измерения Стрилец И.П.

Учебная цель Научить студентов выполнять трудовую операцию по склеиванию пластмасс и металлов и пользоваться инструментом.

Совершенствование знаний и выполнения приёмов операций; правильное и по назначению использование инструментов, механизмов, приспособлений; соблюдение правил техники безопасности; выполнение практического задания (изготовления изделия).

Воспитательная Воспитывать чувство гордости за избранную профессию,

цель стремиться получать новые знания самостоятельно.

Задача Способствовать формированию представления / освоению новой информации по теме лекции.

Мотивация: изучивши данную тему, Вы сможете научится резать металл и правильно пользоваться инструментом для резки, знания нужны при выполнении слесарных операций в домашних условиях и на предприятии.

Литература

1. Костенко Е.М., «Слесарное дело. Практическое пособие для слесаря». - М.: НЦ Энас, 2006, 144.

2. Муравьев Е.М., Слесарное дело. – М.: изд. «Просвещение». 1990, 176

3. Покровский Б.С. Общий курс слесарного дела: Учеб. пособие. – М.: ОИЦ «Академия», 2007 – 80 с.

4. Покровский Б.С. Основы слесарного дела: Учебник для нач. проф. образования. – М.: ОИЦ «Академия», 2007. – 272 с.

«Ответить на тестовую работу Фотографию конспекта и ответы на контрольные вопросы в текстовом документе или в тексте электронного письма прислать на электронный адрес [email protected]______

Срок 1 день

План лекции

1. Механизм процесса склеивания.

2. Классификация и основные компоненты клеев

1. Механизм процесса склеивания.

В последние годы все более широкое распространение получают клеевые неразъмные соединения элементов конструкций из пластмасс и металлов. В ряде случаев склеивание является единственно возможным способом соединения материалов с точки зрения технологии и требуемой прочности.

Прочность клеевого соединения характеризуется силами адгезии и когезии. Адгезия представляет собой сцепление между частицами самого клея. В зависимости от соотношения сил когезии и адгезии разрыв клеевого соединения может происходить по массе клеящего вещества или по поверхности раздела клей-подложка. Разрыв по поверхности раздела указывает на неудачный выбор клея для данной подложки или же на плохую подготовку ее поверхности. Разрыв по массе клеящего вещества объясняется значительной толщиной клеевого слоя и его недостаточной механической прочностью. Кроме того, на клеящие вещества полимера значительное влияние оказывают величина молекулярного веса, структура молекулы, плотность упаковки и др. факторы.

Адгезию чаще всего определяют эмпирической величиной работы, затрачиваемой для разъединения склеенных поверхностей. Известны следующие теории адгезии клеящего состава: адсорбционная, электрическая, диффузионная и химическая.

Электрическая теория адгезии предполагает наличие двойного электрического слоя, образующегося при контакте двух различных субстрактов. Согласно этой теории соединение является конденсатором, различно заряженные пластины которого притягиваются. Если их разделить, то конденсатор заряжается, причем должна наблюдаться электронная эмиссия.

Согласно диффузионной теории, адгезия полимеров происходит вследствие диффузии линейных молекул в склеиваемый материал и образования тем самым прочной связи между клеем и материалом. Отправная точка диффузионной теории - линейное строение высокополимеров и гибкость их молекул, позволяющая им микробрауновское движение. Способность к диффузии характерна только для адгезивов (клеев). Однако в случае нанесения клеящих материалов из растворов, сами склеиваемые материалы могут набухать или растворяться под действием растворителя, вследствие чего молекулы основного материала приобретают значительную подвижность, а отсюда возможна диффузия молекул свариваемого материала в клей.

Адсорбционная теория адгезии рассматривает адгезию как поверхностный процесс воздействия на поверхности раздела клей - склеиваемый материал межмолекулярных сил Ван-дер-Ваальса. Адсорбционные силы отличаются от других видов молекулярного взаимодействия тем, что они происходят на поверхности раздела фаз между разными молекулами. Основой адсорбиционной теории адгезии является представление о молекулярном взаимодействии субстрата и клея при условии, что они имеют функциональные группы, способные к взаимодействию. Процесс возникновения адгезионных связей происходит в два этапа: транспортировка молекул клея к поверхности субстрата и межмолекулярные взаимодействия после сближения молекул клея и субстрата на расстояние меньше 0,5 нм.

В соответствии с химической теорией адгезии для получения прочного соединения необходимо, чтобы соединяемые материалы взаимодействовали между собой с образованием химических связей через границу раздела фаз.


2. Классификация и основные компоненты клеев

Склеивание производится специальными веществами - клеями, представляющими собой вещества или смеси веществ органического происхождения, которые благодаря сочетанию в них таких свойств как хорошее прилипание, механическая прочность в требуемом интервале температур, отсутствие хрупкости и т.д., пригодны для прочного соединения пластмасс и др. материалов.

К основным компонентам клеев относятся связующие, носитель, катализаторы и отвердители, ингибиторы и замедлители, модифицирующие добавки.

Связующие - это основа клея, свойства которой обуславливают свойства клеевого соединения. Прочность, долговечность, химическая стойкость клеевого соединения зависят от химической структуры, молекулярной массы, степени кристалличности, растворимости клея.

Носителем клея может быть растворитель, пленка, бумага, различные ткани. В случае жидких клеев растворитель обеспечивает требуемую вязкость, возможность нанесения равномерного слоя.

Катализаторы и отвердители - компоненты, обеспечивающие протекание реакций отверждения, при которой катализаторы остаются без изменения, а отвердители вступают во взаимодействие со связующими и способствуют образованию сетчатой структуры.

Ускорители, ингибиторы и замедлители - вещества которые контролируют процесс отверждения клея. Ускоритель убыстряет реакцию отверждения под действием катализатора, ингибитор ее тормозит и прекращает, а замедлитель замедляет, тем самым, обеспечивая сохранение готового клея вплоть до момента его использования.

К модифицирующим добавкам относятся наполнители, разбавители, пластификаторы, пигменты, красители, стабилизаторы. Одни модификаторы добавляют для снижения стоимости клеев (разбавители), другие для повышения стойкости к действию окружающей среды (стабилизаторы), для изменения внешнего вида клея (красители), для снижения хрупкости клеевого соединения (пластификаторы).

Широкое распространение клеевых соединений в различных отраслях техники привело к созданию большого количества марок клея и необходимости их классификации:

а) по химической природе основных компонентов клеев их можно разделить на природные и синтетические.

Синтетические клеи подразделяются в основном на две группы:

1) клеи, изготовленные из термопластических полимеров;

2) клеи, изготовленные из термореактивных полимеров, при изготовлении или перед употреблением которых вводят отвердитель.

б) в зависимости от способности выдерживать тепловые нагрузки:

- клеи, выдерживающие длительное воздействие температур порядка 60-80⁰С;

- теплостойкие клеи, выдерживающие длительное или кратковременное воздействие температур порядка 160-350⁰С;

- высокотеплостойкие клеи, выдерживающие кратковременное воздействие температур до 1000⁰С;

в) в зависимости от температуры склеивания клеи можно разделить на 2 группы:

- клеи, склеивание которыми можно производить без подогрева, т.к. при введении специальных отвердителей и катализаторов, химические реакции протекают быстро;

- клеи, которыми можно склеивать, подогревая соединения до 150-250⁰С;

г) в зависимости от агрегатного состояния клеев в процессе их нанесения на материал клей можно разбить на 4 группы:

- жидкие;

- пастообразные;

- пленочные;

- твердые и порошкообразные, наносимые только на предварительно подогретые поверхности соединяемых деталей.

Жидкие и пастообразные клеи, делятся на:

1) клеи, остающиеся жидкими и хорошо текучими в начале прессования;

2) клеи, подвергающиеся с целью удаления растворителя предварительной сушке до получения твердого клеевого слоя и размягчающиеся при подогреве в процессе склеивания до состояния большей или меньшей текучести.

1. В чем состоит механизм процесса склеивания?

2. Какими силами характеризуется прочность клеевого соединения?