Сайт о клеях

 

Подготовка поверхности различных материалов перед склеиванием

Склеивание как метод соединения элементов, пожалуй, в наибольшей степени, чем все прочие, зависит от правильности подготовки склеиваемых поверхностей. При том, что сейчас появились клеи, которые допускают нахождение на склеиваемых поверхностях различного рода загрязнений, таких как смазочные масла на поверхности металла или влага на поверхности камня, поверьте, если вам удастся уменьшить их количество, прочность соединения только возрастет. Если только в инструкции по применению клея не отмечено особо «...наносить на увлажненную поверхность».

Работы по подготовке поверхности часто связаны с повышенной опасностью. Это имеет место при использовании растворов химикатов, растворителей, в том числе легковоспламеняющихся и зачастую токсичных. Поэтому при работах такого рода надо строго соблюдать правила техники безопасности.

1. В случае применения кислот и щелочей необходимо пользоваться резиновыми перчатками и защитными очками, чтобы исключить возможность попадания паров. При приготовлении водных растворов кислот во всех случаях кислоту следует постепенно добавлять к воде, а не наоборот!
2. При работах с легковоспламеняющимися жидкостями помните о возможности вспышки или взрыва паров. Все работы с легковоспламеняющимися жидкостями производите на открытом воздухе или в вытяжном шкафу, в отсутствие источников открытого огня!
3. При абразивной обработке поверхностей воспользуйтесь средствами защиты органов дыхания — респиратором, ватно-марлевой повязкой и глаз — защитными очками.

Учтите, что зачастую опасность могут представлять на первый взгляд абсолютно безобидные вещи. Пыль, образующаяся при очистке поверхности от старого клея белковой природы (столярный, казеиновый, мездровый, альбуминовый), является сильнейшим аллергеном. Попадая в дыхательные пути, такая пыль может вызвать анафилактический шок, отек легких или состояние, напоминающее воспаление легких. Подобные реакции может вызвать пыль, возникающая при обработке натурального рога и кости.

Не пренебрегайте мерами предосторожности! Запомните, что предотвратить поражение всегда легче, чем бороться с его последствиями! При всех видах поражений обращайтесь к врачу!

В настоящий момент нет какой-либо единой теории, охватывающей все многообразие различных методов подготовки поверхности. Однако существует набор рекомендаций, полученных эмпирическим путем, которые применимы к различным конкретным системам клей — субстрат и позволяют добиться требуемого результата. Прочность клеевого соединения зависит не только от когезионной прочности клея (или склеиваемых субстратов), но также и от качества адгезии клея к склеиваемой поверхности. Надо помнить, что адгезия на разделе клей — субстрат возникает в пределах слоя толщиной в молекулы. Отсюда легко сделать вывод о том, что прочность соединения наличием на поверхности загрязнений, которые сами по себе имеют плохое сцепление с субстратом, может быть сведена к нулю. Загрязнителями поверхности, отрицательно сказывающимися на качестве склеивания, могут выступать разнообразные группы веществ. Для металлов — это продукты коррозии, окалина, образовавшаяся в результате отжига, закалки, азотирования и пр., продукты кислотного травления, анодирования, нанесенные ингибиторы коррозии, какие-либо защитные полимерные или лаковые покрытия, смазочные масла. Для пластиков — это антиадгезионные разделительные смазки, использовавшиеся в процессе формования, пластификаторы. Для дерева — это выделившиеся на поверхность смолы, окисленная поверхность древесины и т.д.

Надо иметь в виду, что физико-химические свойства поверхностного слоя субстрата почти всегда совершенно не соответствуют свойствам материала в массе. На поверхности за счет разнообразных воздействий, как физических, так и химических, отпечатывается своя история, которая для каждого предмета индивидуальна и не может быть достоверно оценена как фактор, влияющий на прочность склейки. Выход один — добраться до неизмененной массы материала с известным составом и свойствами. Отсюда простейшие методы подготовки, основанные на очищающем действии растворителей, абразивов, что позволяет удалить как поверхностные загрязнения, так и измененный поверхностный слой. Более сложные методы обработки направлены на увеличение адгезии путем создания поверхностного слоя, имеющего более высокую адгезию, чем исходный материал. Подготовленную поверхность можно сохранить пригодной для использования в течение длительного времени, если нанести на нее удаляемый в дальнейшем защитный слой. В противном случае рекомендуется наносить слой клея на подготовленный субстрат как можно быстрее. Придание шероховатости механическим путем позволяет получать поверхность, с которой клей имеет лучшее сцепление за счет увеличения контактной площади, и соответственно увеличивается механическая адгезия. Однако необходимо учитывать, что высота полученных шероховатостей должна быть заведомо меньше толщины клеевого слоя.

Если вы хотите добиться особо высокой прочности склеивания, подготовку поверхности следует выполнять особенно тщательно и не полениться применить более трудоемкие приемы обработки поверхности. Так, например, в случае склейки алюминия, подвергнутого очистке только растворителем, возможно быстрое падение прочности под влиянием климатических условий. Но тот же самый алюминий, будучи подвергнут кислотному травлению, склеенный тем же самым клеем и помещенный в такие же климатические условия, позволяет сохранять высокую прочность клеевого соединения на протяжении многих лет.

Кроме химических и механических методов подготовки поверхности, упомянутых выше, существуют физические способы, такие как: обработка пламенем, ионная бомбардировка в вакууме (коронный разряд) и обработка электрическим разрядом. Эти способы обработки особенно актуальны для инертных пластиков типа полиэтилена, полипропилена, полиэтилентерефталата, которые эффективно склеивать без подобной обработки просто не удается.

Далее рассматривается подготовка поверхности различных материалов.