Синтетические клеи
Синтети́ческие клеи́, композиции на основе синтетических веществ, применяемые для соединения (склеивания) различных материалов; обладают хорошей адгезией, когезионной прочностью, достаточной эластичностью, способны отверждаться с образованием прочных клеевых соединений. Основой большинства синтетических клеёв являются полимеры или вещества (олигомеры, мономеры), превращающиеся в полимеры в процессе склеивания.
В зависимости от природы полимера синтетические клеи подразделяют на термореактивные (склеивание происходит в результате отверждения клеевой плёнки за счёт химических превращений компонентов клея) и термопластичные (склеивание происходит или вследствие испарения растворителя из клея-раствора, или при охлаждении ниже температуры текучести клея-расплава).
По назначению синтетические клеи подразделяют на конструкционные (обеспечивающие передачу динамических и статических нагрузок) и неконструкционные (применяемые для приклеивания декоративных, облицовочных или изоляционных материалов и покрытий, крепления мелких, ненагруженных деталей).
Для изготовления синтетических клеёв обычно используют синтетические каучуки (резиновые клеи), термореактивные олигомеры, термопласты. Часто применяют смеси двух и более полимеров (например, термопластичного и термореактивного), что позволяет сочетать в синтетических клеях достоинства каждого из них.
Синтетические клеи выпускают в виде жидкостей различной вязкости (жидкие мономеры и олигомеры, растворы, суспензии и эмульсии полимеров), паст, плёнок, порошков или прутков, расплавляемых перед употреблением, наносимых на горячие поверхности и пр.
Основой термореактивных синтетических клеёв могут служить эпоксидные смолы, карбамидо-, меламино-, резорцино- и феноло-формальдегидные смолы, полиэфирные смолы, изоцианаты, полиароматические олигомеры (полиимиды, полибензимидазолы, полифенилены), кремнийорганические полимеры и др. Современные термореактивные синтетические клеи представляют собой, как правило, сложные композиции, в которые кроме основного реакционноспособного компонента входят отвердители, ускорители, ингибиторы и замедлители отверждения, загустители и разбавители, наполнители, стабилизаторы, тиксотропные добавки, ПАВ, антипирены, вещества, повышающие липкость, пластификаторы, растворители. Выпускают одноупаковочные синтетические клеи (чаще горячего отверждения), которые поступают к потребителю в готовом для применения виде, и двухупаковочные синтетические клеи (готовятся смешением отдельных компонентов непосредственно перед склеиванием). Синтетические клеи на основе термореактивных олигомеров обычно имеют хорошую адгезию к различным материалам (металлам, пластмассам, керамике, древесине, коже, тканям и др.); теплостойки (наиболее теплостойкими из синтетических клеёв являются клеи на основе полиорганосилоксанов); образуют прочные клеевые соединения, позволяющие применять эти синтетические клеи в качестве конструкционных клеёв.
Наиболее широко используемые синтетические клеи на основе эпоксидных смол характеризуются незначительной усадкой при отверждении, высокой химической стойкостью, отличными диэлектрическими характеристиками. Условия склеивания и основные свойства некоторых термореактивных синтетических клеёв приведены в таблице.
Основные свойства синтетических термореактивных клеёв
| Тип клея | Выпускаемая форма | Условия отверждения | Характеристики клеевых соединений | Основные склеиваемые материалы | |||
| Температура, °С | Время, ч | Давление, МПа | Прочность при сдвиге, МПА | Теплостойкость, °С | Древесина | ||
| Карбамидный | Вязкие жидкости | 20 | 4–6 | 0,1–0,5 | 10–13 | 125 | Древесина |
| Кремнийорганический | Пасты, вязкие жидкости | 150–250; 15–25 |
1–3; 24–72 |
0,3–0,8; Прокатка роликом |
10–17,5; 1–5 |
200–500 | Металлы, графит. Теплоизоляционные материалы |
| Полиуретановый | Вязкие жидкости, пасты | 20; 100 |
24; 4 |
0,05–0,5 | 10–20 | 125 | Металлы, неметаллические материалы |
| Полиэфирный | Вязкие жидкости, пасты | 20; 80 |
24; 0,5 |
Контакт | 7,5–12,5 | 150 | Металлы, неметаллические материалы |
| Феноло-формальдегидный, модифицированный каучуком | Вязкие жидкости, неармированные и армированные плёнки | 125–230 | 1–3 | 0,3–1 | 15–22 | 350 | Металлы, силикатные стёкла, неметаллические материалы |
| Эпоксидный | Вязкие жидкости, пасты | 15–25; 120–150 |
24–72; 0,5–1 |
0,1; 0,03–0,3 |
10-20; 15–30 |
150 | Металлы, неметаллические материалы |
| Эпоксидный, модифицированный каучуком | Армированные плёнки | 120–150 | 1–3 | 0,1–0,5 | 25–35 | 160 | Металлы, стеклопластики, композиционные материалы, сотопласты |
Основой термопластичных синтетических клеёв могут служить поливинилацетат, поливиниловый спирт, поливинилацетали, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, насыщенные сложные полиэфиры, полистирол, полиамиды, полиакрилаты, полиолефины (в том числе сополимеры этилена с винилиденхлоридом и этилена с пропиленом) и др. Часто синтетические клеи на основе термопластов содержат растворители, наполнители, пластификаторы, модифицирующие добавки. Для большинства термопластичных синтетических клеёв характерна высокая эластичность, низкая теплостойкость (обычно до 60 °С). Термопластичные синтетические клеи применяются в основном в качестве неконструкционных клеёв.
Достоинства синтетических клеёв – простота технологии их использования, возможность прочного соединения различных материалов, многообразие условий эксплуатации и др. – обусловливают их широкое применение в машиностроении, судостроении, строительстве, деревообрабатывающей, электротехнической, лёгкой, химической промышленности, в медицине, быту и др.
Литература
- Кардашов Д. А. Эпоксидные клеи. – Москва : Химия, 1973.
- Кардашов Д. А. Синтетические клеи. – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва : Химия, 1976.
- Кардашов Д. А. Конструкционные клеи. – Москва : Химия, 1980.
- Кардашов Д. А. Полимерные клеи : создание и применение / Д. А. Кардашов, А. П. Петрова. – Москва : Химия, 1983.
- Петрова А. П. Клеящие материалы : справочник. – Москва : К и Р, 2002.