Клей – специальный состав, предназначенный для соединения различных материалов между собой. Состоит из органических или неорганических компонентов.
Свойства клея
Клеи, в зависимости от состава и предназначения обладают различными свойствами. Наряду с этим им присущи ряд общих.
Адгезия, или связь между поверхностями двух разнородных тел. Характеризует прочность склеивания.
Вязкость обусловлена внутренним трением частиц жидкости клея. Характеризуется способностью впитывания в поверхностные слои склеиваемых материалов. Влияет на качество клеевого шва – чем выше вязкость, тем прочнее соединение.
Водостойкость показывает способность противостоять воздействию влаги (не снижать прочности склеивания).
Жизнеспособность – время, в течение которого клей способен для использования. Составляет от нескольких секунд до 6-8 часов. После прохождения определенного времени клей твердеет (высыхает), начинает терять свои клеящие свойства.
Схватываемость – скорость затвердения. Показывает время, через которое склеиваемое изделие готово к применению.
Состав клея
В своем составе любой клей имеет природные или синтетические вещества. Наиболее распространенными являются синтетические.
Состав клея зависит от его назначения, способа нанесения на склеиваемые поверхности и ряда других факторов. Основными компонентами любого клея являются:
От состава клея зависят его характеристики. В качестве примера рассмотрим свойства полиуретанового клея.
Имеет этилцианоакрилатную основу. Обладает высокими водостойкостью, прочностью, эластичностью. Жизнеспособность – до 30 мин при температуре 20 °С, время полного высыхания – 24 часа. Предназначен для балластных кровель, искусственных водоемов, мебели, обуви.
Прочно склеивает дерево, кожу, пластмассы, резину, стекло, ПВХ изделия, поролон, бумагу.
Стойкий к истиранию и воздействию биологических факторов. Не горюч, хороший диэлектрик. Разбавляется ацетоном.
Применение клеев в народном хозяйстве
Области применения клея обширны. Клеевые соединения можно встретить практически везде – от быта до космоса.
В промышленности клеи используются для стопорения резьбовых соединений, уплотнения фланцевых соединений, фиксирования скользящих соединений, пропитки пористого литья.
В авиации клеевые соединения значительно облегчили конструкцию самолетов, вертолетов, планеров. Аэрокосмическая промышленность постепенно заменяет металлические элементы летательных аппаратов углепластиковыми, что расширяет возможности применения клеевых соединений.
В автомобильной отрасли клей используется при изготовлении кузовов автомобилей, спойлеров, бамперов и др. элементов систем автомобиля (приклеивание накладок к тормозным колодкам).
В строительстве клей применяется при укладке керамической плитки, монтаже окон и дверей, склеивании гипсокартона, укладке ковровых покрытий. В деревообрабатывающей промышленности – склеивание древесины, мебели, шпона, фанеры.
В медицине клеевые соединения встречаются при изготовлении ортопедических изделий, медицинских инструментов, лабораторного оборудования.
В быту клей применяется для ремонта обуви, оклейки стен обоями, ремонте различных деревянных и пластиковых изделий.
Проверка качества клеевых соединений
Одним из руководящих документов по проверке качества клея является ГОСТ 14759-69. Данный стандарт устанавливает метод определения прочности при сдвиге листовых металлов при различной температуре.
Испытательное оборудование:
- Испытательная машина МИМ – создает нагрузку на растяжение образца. Обеспечивает точность измерения нагрузки не более ± 1 %. Подбирается по ГОСТ 28840-90. Для проведения испытаний при высокой или низкой температурах оборудуется нагревательной или охлаждающей камерами. Должна быть оснащена специальными зажимными головками (см. рис. 1);
- Термоэлектрические преобразователи – для фиксирования и преобразования электрического сигнала в величины, регистрируемые КИП машины;
- Измерительные приборы машины – для выведения на дисплей (шкалу прибора) значение измеряемого параметра;
- Микрометр – для точного измерения размеров образца при испытании. Должен иметь класс точности не менее 0,5;
- Штангенциркуль – для измерения габаритов образца, подбирается по ГОСТ 6507-90;
- Линейка металлическая – для замера габаритных размеров заготовки образца.
Рисунок 1
где: 1 – образец; 2 – клиновая губка; 3 – корпус головки; 4 – тяга.
Образцы. Изготовляются из полос металла по форме и размерам приведены на рисунке (см. рис. 2).
Рисунок 2
Для испытания готовится не менее шести образцов. Образцы склеиваются по схеме, приведенной на рисунке (см. рис. 3).
Рисунок 3
где: h1, h2 – толщина образца; b1, b2 – ширина образцов; l1, l2 – ширина нахлестки. Склеенные образцы кондиционируют в течение 12 часов.
После этого их фиксируют в зажимах испытательной машины.
Процесс испытания. Испытательная машина приводится в рабочее состояние. К закрепленному образцу прикладывается нагрузка со скоростью активного зажима 10 мм/мин. КИП машины отмечают приложенную нагрузку и деформацию образца до его разрушения.
Во время испытания контролируется температура образца.
Характер разрушения образца оценивается в процентах от номинальной площади склеивания с точностью 5-10 %.
Обработка полученных результатов проводится с применением математических формул.
Окончательный результат испытаний оформляется протоколом испытаний, где указываются:
- Наименование и марка клея;
- Наименование, марка и вид термообработки металла;
- Величина разрушающей нагрузки для каждого образца;
- Характер разрушения;
- Количество испытанных образцов;
- Значение прочности нагретого образца;
- Дата испытания;
- Обозначение настоящего стандарта.
Дополнительно ГОСТ 14579-69 дает методику определения предела прочности при сдвиге высокопрочных адгезионных соединений внахлестку в условиях растяжения (Приложение 1).