КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Состав резины. 2 страница
Лекция Тема. ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ (КЛЕИ И ГЕРМЕТИКИ) План. 1. Общие сведения, состав и классификация пленкообразующих материалов. 2. Виды и характеристика органических клеев. 2.1.Конструкционные смоляные клеи. 2.2.Резиновые клеи. 3. Виды и характеристика неорганических клеев.
1. Общие сведения, состав и классификация пленкообразующих материалов.
Клеи и герметики относятся к пленкообразующим материалам. Это растворы или расплавы полимеров, а также неорганические вещества, которые наносятся на какую-либо поверхность. После высыхания (затвердевания) образуются прочные пленки, хорошо прилипающие к различным материалам. Клеи и герметики могут быть в виде жидкостей, паст, замазок, пленок. В состав этих материалов входят следующие компоненты: -пленкообразующее вещество (в основном термореактивные смолы, каучуки), которое определяет адгезионные, когезионные свойства и основные физико-механические характеристики; - растворители (спирты, бензин и др.), создающие определенную вязкость; пластификаторы для устранения усадочных явлений в пленке и повышения ее эластичности; -отвердители и катализаторы для перевода пленкообразующего вещества в термостабильное состояние; наполнители в виде минеральных порошков, повышающих прочность соединения, уменьшающих усадку пленки. Для повышения термостойкости вводят порошки А1, Аl2Оз, SiO2, для повышения токо-проводимости — серебро, медь, никель, графит. В зависимости от назначения пленкообразующие материалы делят на клеящие, применяемые для склейки различных материалов, и герметики, обеспечивающие уплотнение и герметизацию швов, стыков, емкостей и т. д. Клеевые соединения по сравнению с другими видами неразъемных соединений (заклепочными, сварными и др.) имеют ряд преимуществ: -возможность соединения различных материалов (металлов и сплавов, пластмасс, стекол, керамики и др.) как между собой, так и в различных сочетаниях; - атмосферостойкость и стойкость к коррозии клеевого шва; -герметичность соединения; -возможность соединения тонких материалов; - снижение стоимости производства; экономия массы и значительное упрощение технологии изготовления изделий. Недостатками клеевых соединений являются: - относительно низкая длительная теплостойкость (до 350 °С), обусловленная органической природой пленкообразующего вещества; -невысокая прочность склеивания при неравномерном отрыве; -часто необходимость проведения склеивания с подогревом; - склонность к старению. Однако имеется ряд примеров длительной эксплуатационной стойкости клеевых соединений. Новые клеи на основе кремнийорганических и неорганических полимеров обеспечивают работу клеевого шва при температуре до 1000°С и выше, однако большинство из них не обладают достаточной эластичностью пленки. Прочность склеивания зависит от явления адгезии, когезии и механического сцепления пленки с поверхностью склеиваемых материалов. Прочность склеивания можно повысить путем механического сцепления пленки клея с шероховатой поверхностью материала; для этого перед склеиванием часто поверхности деталей фрезеруют или зачищают шлифовальной шкуркой. На процесс склеивания влияет природа склеиваемых материалов. Адгезионные свойства металлов различны. По мере убывания этих свойств металлы можно расположить в следующем порядке: сталь, бронза, алюминиевые сплавы, медь, железо, латунь. Клеящие свойства полимеров зависят от: -наличия полярных функциональных групп; -молекулярной массы и структуры макромолекул. Так, полярные материалы требуют применения полярных клеев. При склеивании пластиков лучшим клеем является раствор или расплав этого же пластика. Если пластики неполярны и не растворяются в растворителях (полиэтилен, фторопласт-4, полипропилен), то характер их поверхности изменяют механическим или химическим путем. Классификация клеев. Клеи классифицируют по ряду признаков. Различают следующие клеи: -по пленкообразующему веществу — смоляные и резиновые; - по адгезионным свойствам — универсальные, склеивающие различные материалы (например, клеи БФ) и с избирательной адгезией (белковые, резиновые); - по отношению к нагреву — обратимые (термопластичные) и необратимые (термостабильные) пленки; -по условиям отверждения — холодного склеивания и горячего склеивания; -по внешнему виду — жидкие, пастообразные и пленочные; -по назначению — конструкционные силовые и несиловые. Чаще используют классификацию по пленкообразующему веществу. Смоляные клеи могут быть термореактивными и термопластичными. Термореактивные смолы дают прочные. теплостойкие пленки, применяемые для склеивания силовых конструкций из металлов и неметаллических материалов. Клеи на основе термопластичных смол (поливинилацетата, акрилатов и др.) имеют невысокие прочностные характеристики, особенно при нагреве, и применяются для несиловых соединений неметаллических материалов. Резиновые клеи, в которых основным пленкообразующим веществом является каучук, отличаются высокой эластичностью и применяются для склеивания резины с резиной или резины с металлами. Высокотемпературными являются неорганические клеи. 2. Виды и характеристика органических клеев. 2.1 Конструкционные смоляные клеи. Смоляные клеи. В качестве пленкообразующих веществ этой группы клеев применяют термореактивные смолы, которые отверждаются в присутствии катализаторов и отвердителей при нормальной или повышенной температуре. Клеи холодного склеивания, как правило, обладают недостаточной прочностью, особенно при повышенных температурах. При горячем склеивании происходит более полное отверждение смолы и клеевое соединение приобретает прочность и теплостойкость. Теплостойкость повышают также введением минеральных наполнителей. Термостойкие клеи получают на основе ароматических полимеров, содержащих гетере циклы (полибензимйдазолов, полиимидов), а также на основе карборансодержащих полимеров. Карбораны представляют собой бороорганические соединения, по свойствам они близки к ароматическим системам. В настоящее время созданы карборансодержащие фенольные, эпоксидные, крем-нийорганические и другие клеи. Рассмотрим основные виды клеев. Клеи могут быть получены на основе чистых смол, например резольной, но учитывая, что образующийся при склеивании резит хрупок, смолу совмещают е каучуком^ термопластами и др. Клеи на основе модифицированных фенолоформальдегидных смол. Эти клеи применяют преимущественно для склеивания металли" ческих силовых элементов, конструкций из стеклопластиков и т. п. Фвнолокаучуковые композиции являются эластичными теплостойкими пленками с высокой адгезией к металлам. К этому виду откосятся клеи В К-32-200, В К-3, В К-4, В К-13 и др. Клеевые соединения теплостойки, хорошо выдерживают циклические нагрузки, благодаря эластичности пленки обеспечивается прочность соединения при неравномерном отрыве. Клеи водостойки и могут использоваться в различных климатических условиях. Фенолополивинилацеталевые композиции наиболее широко используют в клеях БФ. Клеи БФ-2 и БФ-4 представляют собой растворы фенолоформальдегидной смолы, совмещенной с поливи-нилбутиралем (бутваром). Клеи БФ-2 и БФ-4 применяют для склеивания металлов, пластмасс, керамики и других твердых материалов. Теплостойкость клеевых сочинений невысокая, водостойкость удовлетворительная. Более теплостоек клей ВС" ЮТ, который отличается высокими характеристиками длительной прочности, выносливости и термо-етабильности при склеивании металлов и теплостойких неметаллических материалов. Фенолокремнцйорганические. клеи содержат в качестве наполнителей асбест, алюминиевый порошок и др. Клеи являются термостойкими, они устойчивы к воде и тропическому климату, обладают хорошей вибростойкостью и длительной прочностью. Клеи В К-18 и ВК-18М способны работать при температуре 500—600 °С. Клей ВК-18М применяют для склеивания инструментов. Он позволяет увеличить стойкость инструмента в 1,5—4 раза. Клеи на основе эпоксидных смол. Отверждение клеев происходит с помощью отвердителей без выделения побочных продуктов, что почти не дает усадочных явлений в клеевой пленке. Отверждение смол можно вести как холодным, так и горячим способом. В результате полярности эпоксидные смолы обладают высокой адгезией ко всем материалам. К клеям холодного отвер-ждения относятся Л-4, ВК-9, КЛН-1, ВК-16, ЭПО. Эпоксидные клеи горячего отверждения ВК-32-ЭМ, К-153, ФЛ-4С, ВК-1 и другие являются конструкционными силовыми клеями. Их применяют для склеивания металлов, стеклопластиков, ферритов, кера мики. Клеи ВК-1 и ФЛ-4С используют в клеесварных соединениях. Эпоксидно-кремнийорганические клеи ТКМ-75, Т-73 применяют для приклеивания режущих частей при изготовлении инструментов. Для всех эпоксидных клеев характерна хорошая механическая прочность, атмосферостойкость, устойчивость к топливу и минеральным маслам, высокие диэлектрические свойства. Клеи УП-5-140 и УП-5-140-2 холодного отверждения используют для склеивания больших вертикальных плоскостей из металлов и пластмасс с различными коэффициентами теплового расширения. Клей УП-5-177 склеивает в воде металлы и стеклопластики, служит для устранения вмятин, раковин, трещин при ремонте судов. Быстроотверждающийся клей УП-5-207М стоек к смене температур, влажности, вибрации, старению, клей УП-5-213 предназначен для древесно-пластмассовых спортивных изделий, стоек к ударам, вибрации, влаге. Клеи могут работать при температуре от —60 до 40 °С. Полиуретановые клеи. Композиции могут быть холодного и горячего отверждения. В состав клея входят полиэфиры, полиизоцианаты и наполнитель (цемент). При смешении компонентов происходит химическая реакция, в результате которой клей затвердевает. Клеи обладают универсальной адгезией (полярные группы МНСО), хорошей вибростойкостью и прочностью при неравномерном отрыве, стойкостью к нефтяным топливам и маслам. Представителями полиуретановых клеев являются ПУ-2, ВК-5, В К-11, лейконат, вилад. Эти клеи токсичны. Клеи, модифицированные карборансодержащими соединениями, обладают высокой термостойкостью. Клей ВК-20 выдерживает длительно температуру 350—400°С и кратковременно 800 °С, имеет высокую длительную прочность. Клей циакрин на основе цианоакрилатов марок ЭО № 87 и ЭО № 170 не подвержен старению, и при хранении прочность его возрастает. Клеи на основе кремнийорганических соединений. Эти клеи теплостойкие. Кремнийорганические полимеры не обладают высокими адгезионными свойствами вследствие блокирования полярной цепи 51—О органическими-неполярными радикалами, поэтому часто эти соединения совмещают с другими смолами. Многие клеи содержат минеральные наполнители. Клеи ВК-2, ВК-8, ВК-15 и другие отверждаются при высокой температуре. Клеи устойчивы к маслу, бензину, обладают высокими диэлектрическими свойствами, не вызывают коррозии металлов и применяются для склеивания легированных сталей, титановых сплавов, стекло- и асбопластиков, графита, неорганических материалов. Клеи на основе поликарборансилоксанов обладают стойкостью к термоокислительной деструкции, способны длительно работать при температуре 600 °С, кратковременно при 1200 °С, имеют высокую адгезию к различным материалам. Клеи на основе гетероциклических полимеро в. Полибензимидазольные и полиимидные клеи обладают прочностью, высокой стойкостью к термической, термоокислительной и радиационной деструкции, химически стойки. Клеевые соединения могут работать в течение сотен часов при температуре 300°С, а также при криогенных температурах. Полибензимидазольыый клей выпускают под маркой ПБИ-1К, полиимидный—СП-6. Этими клеями можно склеивать коррозионно-стойкие стали, титановые сплавы, стеклопластики и различные композиционные материалы. 2.2 Резиновые клеи. Резиновые клеи предназначены для склеивания резины с резиной и для крепления резины к металлу, стеклу и др. Резиновые клеи представляют собой растворы каучуков или резиновых смесей в органических растворителях. В состав клеев горячей вулканизации входит вулканизующий агент. Склеивание проводят при температуре вулканизации 140—150 °С. Соединение получается прочным, подчас не уступающим прочности целого материала. При введении в состав клеевой композиции активаторов и ускорителей получают самовулканизующийся клей (процесс вулканизации протекает при нормальной температуре). Для увеличения адгезии вводят синтетические смолы (пример такой композиции клей 88 НП). Соединение получается достаточно прочное, стойкое к воздействию морской воды. Хорошей склеивающей способностью и стойкостью к действию масел и топлив обладают клеи 9М-35Ф, ФЭН-1 и др. В случае необходимости склеивания теплостойких резин на основе кремнийорганического каучука и приклеивания их к металлам применяют клеи, содержащие в своем составе кремнийорганические смолы (клей КТ-15, КТ-30, МАС-1В). Клеевые соединения могут работать при температурах от —60 до 200—300 °С. Клей-герметик виксинт применяют для склеивания резин, стекла, полиимидной пленки, стеклянных тканей. 3. Виды и характеристика неорганических клеев.
Эти клеи являются высокотемпературными. Клеи (связки) могут быть в виде концентрированных водных растворов неорганических полимеров; в виде твердых порошков, которые сначала плавятся, а потом затвердевают, и в виде дисперсий. Последние затвердевают или вследствие химического воздействия порошка и жидкости (клей-цемент), или без химического взаимодействия при высыхании (клеи-пасты). Применяют следующие виды неорганических клеев: фосфатные, керамические, силикатные. Фосфатные клеи являются растворами фосфатов. Часто в состав клеев вводят наполнители инертные или активные. Порошки металлов образуют аморфные кислые фосфаты. Клей АХФС (на алюмохромфосфатной связке) отверждается при различных температурах (от 20 до 250 °С); имеет рv = 1520 кг/м3, δВ == 3 — 10 МПа, τcдв == 0,9 — 1,4 МПа, ά= 1.10-6 — 2. 10-5 °С-1, огнеупорность 1000—1800° С, водо- и кислотостоек, обладает хорошей адгезией применяется для склеивания различных металлов, графита и др. Клей АФС — алюмо-фосфатная связка е наполнителями 2г0г и порошком Т1, после термообработки (t = 600 °С) имеет δсж === 250 МП а. Керамические клеи (фритты) являются тонкими суспензиями оксидов щелочных металлов (Мg0, Аl2Оз, SiO2 и др.) в воде. Такие клеи наносятся на склеиваемые поверхности, подсушиваются, а затем при небольшом давлении нагреваются до температуры плавления компонентов и выдерживаются в течение 15-—20 мин. Прочность соединения сохраняется при температуре 500—1000 °С. Силикатные клеи. Жидкое стекло обладает клеящей способностью, им можно склеивать стекло, керамику, стекло с металлом, асбест. Алюмосиликатная связка (АСС) с различными наполнителями образует клеи, отверждающиеся при 120 °С за 1—2ч. Клеями можно склеивать разнородные материалы (металлы, стекло, керамику). Прочность соединения металлов δсж=455 — 1100, δв = 50 — 150 МПа. При введении углеродистого волокна δизг== 500 МПа.
ЛЕКЦИЯ Тема. ГЕРМЕТИКИ. План 1.Назначение, требования, классификация герметиков. 2. Характеристика различных видов герметиков. 1.Назначение, требования, классификация герметиков. Герметики применяют для уплотнения и герметизации клепаных, сварных и болтовых соединений, топливных отсеков и баков, различных металлических конструкций, приборов, агрегатов. Основные требования к герметикам: высокая адгезия к металлам и другим материалам, эластичность и непроницаемость для различных сред, тепломорозостойкость, высокая химическая устойчивость. Герметики классифицируют по составу: -каучуковые; -каучуково-смоляные; -смоляные. 2. Характеристика различных видов герметиков.
Тиоколовые герметики получают на основе полисульфидного каучука. Сера, входящая в состав основной молекулярной цепи, сообщает пленке высокую газо- и паронепроницаемость. У них высокая адгезия к металлам, древесине, бетону. Они стойки к топливу и маслам. Промышленностью выпускаются тиоколовые герметики У-ЗОМ и УТ-31. Срок службы герметиков 25 лет. Их применяют в авиационной и автомобильной промышленности, в судостроении, для строительной техники. Анаэробные герметики получают на основе полиакрилатов. Эти герметики выпускаются под названиями анатерм и унигерм, за рубежом их называют локтайдами. При отверждении они не дают усадки и не требуют больших давлений. Пленка герметиков стойка к вибрации и ударам, они могут работать в агрессивных средах и при высоких давлениях, длительно при температурах – 200 – 2000 С, кратковременно до температуры 3000С. Прочность соединения при сдвиге в случае использования анатерма составляет 6—17,5 МПа. Анаэробные герметики применяют для герметизации микродефектов в сварных соединениях, отливках, штампованных деталях, для контровки болтов, резьбовых соединений, герметизации трубопроводов и др. Недостатком этих герметиков является высокая стоимость. Кремнийорганические герметики отличаются повышенной теплостойкостью. Представителями их являются виксинт и эластосил. Виксинт применяется для поверхностной герметизации металлических соединений, электро-, радиоаппаратуры, для внутришовных клепаных и сварных соединений; может работать при температуре от —60 до 250 °С; стоек в различных климатических условиях;выдерживает вибрацию и удары. Эластосил применяется для герметизации металлов, органических и силикатных стекол, керамики, бетона; водо-, тепло-, атмосферостоек при температуре от —60 до 200 ° С, является диэлектриком. Эпоксидные герметики могут быть холодного и горячего отверждения; работают в условиях тропической влажности, при вибрационных и ударных нагрузках; применяются для герметизации металлических и стеклопластиковых изделий. Герметик УП-5-197С применяется в судовых конструкциях, УП-6-103 в шахтной аппаратуре, УП-5-105-2 в электрорадиотехнических изделиях, УП-5-122АТ стоек к топливу и маслам. Герметики холодного отверждения могут работать длительно при температуре от —60 до 75 °С, горячего отверждения при температуре от —60 до 140 °С. Фторкаучуковые герметики тепло-масло-топливостойки, работают в агрессивных средах. Основой их служат низко-и среднемолекулярные каучуки (Ф-4Д, СКФ-26 и др.), у них исключительно высокие герметизирующие свойства, кислото-и паростойкость. Длительно они могут работать при температуре 250 °С, а 100—200ч при температуре 300 °С; негорючи; применяются марки СКФ-260НМ, СКФ-260НМ-2 и др. Недостатками этих герметиков являются неудовлетворительная морозостойкость (—22 °С), хотя они не растрескиваются при температуре до —60 °С, кроме того, они нестойки к большинству тормозных жидкостей; недостаточно пластичны, имеют высокую стоимость. Основное применение фтор каучуковые герметики находят в автомобильной и авиационной промышленности. Из полиуретановых герметиков применяют вилад-13-2М, из полиэфирных — ПН-33, герметик холодного отверждения, используемый для герметизации металлических отливок. Свойства герметика: δв= 10 – 1, δизг ==15—21 МПа. Таблица. 1. Физико-механические свойства герметиков
Дата добавления: 2014-12-08; Просмотров: 682; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |