графік роботи компанії Каскад-Пластик

Склеювання оргскла

Склеювання - це найчастіше застосовуваний спосіб стикування. Внаслідок фізичних і хімічних властивостей оргскла при склеюванні один з одним, виробів з цього матеріалу або при склеюванні з іншими матеріалами виходять сполуки, які частково показують дуже високі параметри міцності. Разом з тим такі сполуки представляються дуже привабливими в оптичному відношенні, так як завдяки можливості безшовного, візуально не помітного склеювання виходять конструктивні деталі, які проявляють себе як цілісні.

Якість склеювання залежить головним чином від досвіду виконавця. А тому у випадку із способами склеювання кожен раз повинні проводитися попередні випробування.

1. Клеючі системи

Для склеювання органічного скла з найрізноманітнішими матеріалами були розроблені спеціальні клеї. Вони поділяються на дві групи, які відрізняються різними механізмами реакції:

схоплює за хімічним типом (двокомпонентні тверді клеї): полімеризується і клії, що полістикуються;
схоплює з фізичного типу: клеї у вигляді розчину, що клеять лаки, стрічки з клейовим шаром

Клеї, схоплюється за хімічним типом, істотно відрізняються від клеїв, які схоплюються за фізичним типом. Затвердіння клею відбувається в результаті хімічної реакції затвердіння різних компонентів клею. Реакція затвердіння запускається змішуванням компонентів, припливом тепла або контактуванням із введеними в суміш ініціаторами і озатверджувачами або вологим повітрям. Оскільки в клеї відсутній розчинник, то міцність клейового з'єднання тримається тільки на силах адгезії між клеєм і органічним склом. Двокомпонентний затверджуючий клей чудовим чином підходить для склеювання поверхонь через те, що він заповнює стик.

1.1 Полімеризуючий клей

Полімеризуючийя клей отримують на базі поліметилметакрилату і метилметакрилату в одно- або багатокомпонентному виконанні. У разі застосування цього клею клейові шви слід формувати, витримуючи такі розміри, щоб, незважаючи на усадку в процесі реакції затвердіння клейова щілина завжди була заповнена достатньою кількістю клею. Полімеризуючий клей відрізняється високою міцністю (до 60-70% від міцності вихідного матеріалу) і атмосферостійкістю.

1.2 Поліз'єднуваний клей

Поліз'єднуваний клей отримують на основі уретанових мономерів. Це клей заснований на двухкомпонентній рецептурі. Він не містить розчинника, має високу прозорість і легко змішується. Крім того, він придатний для склеювання з іншими матеріалами. Як і полімеризуючий клей, він показує хорошу міцність склеювання при високій атмосферостійкості.

Клеї, які схоплюються з фізичного типу, в хімічному відношенні вважаються вже готовими до застосування, так як не потрібно їх змішувати. Затвердіння клею відбувається з фізичного типу внаслідок випаровування розчинника. Міцність площини з'єднання в цьому випадку становить 25-35% від міцності вихідного матеріалу.

1.3 Клеї у вигляді розчину

Клей у вигляді розчину складається здебільшого з розчинників, які розм'якшують поверхні, що склеюються. Час затвердіння відповідає часу випаровування розчинника, яке рідко відбувається повністю.

1.4 Клеючі лаки

Клеящие лаки можна назвати концентрованими розчинами клеїв в розчинниках, які утворюються при додаванні полімерів (подрібнений матеріал). Оскільки випаровування розчинника відбувається повільніше, ніж у випадку зі звичайними клеями у вигляді розчинів, то обробку можна проводити протягом більш тривалого часу. Клеючі лаки варто було б застосовувати тільки в тих випадках, коли не потрібно високої атмосферостійкості і стійкості до хімічно агресивних середовищ.

2. Клеюча здатність

Блочне і екструзійне органічне скло мають відмінності в клеючих здібностях. Тому при виборі клею враховуються властивості відповідного матеріалу.

Для склеювання блочного (високомолекулярного) органічного скла застосовують головним чином полімеризуючі клеї, так як в результаті такого поєднання можна отримати високоміцні (аж до 75% власної міцності органічного скла) і повністю відповідають підвищеним вимогам до оптичних характеристик з'єднання, які придатні для застосування навіть на відкритому повітрі. Чисті розчинники розм'якшують частини з литого органічного скла тільки в слабкому ступені, внаслідок їх високої молекулярної маси, а тому застосовуватися можуть лише умовно. Для цієї мети більше підходять клеючі лаки, у випадку з якими розчинник випаровується повільніше, ніж у випадку з чистими розчинниками. Таким чином, він довше знаходиться в клейовому шві і збільшує час набухання полімеру. Внаслідок їх виготовлення при майже повній відсутності внутрішніх напружень з'єднуються деталі з органічного скла лише незначно схильні до утворення тріщин в результаті внутрішньої напруги. А тому зазвичай не потрібно проводити відпал деталей, що з'єднуються перед склеюванням, за винятком випадку застосування для склеювання труб.

Хороших результатів при склеюванні екструзійного (низькомолекулярного) органічного скла можна досягти за допомогою полімеризуючих клеїв і клеїв у вигляді розчинів. При застосуванні полімеризуючих клеїв, деталі, проте, повинні бути вільні від внутрішніх напружень, щоб виключити обумовлене ними розтріскування. У деяких випадках перед склеюванням необхідно проводити відпал при температурах 60-80 С з тим, щоб зменшити внутрішні напруження з'єднуваної деталі, викликані попередніми етапами обробки, наприклад, розпилюванням, фрезеруванням, поліруванням або глибокою витяжкою.

Поряд з властивостями клеїв, які визначаються головним чином молекулярною вагою, у випадку з блоковим і екструзійним склом потрібно враховувати ще й інші впливи:

Не займисті матеріали можуть продовжувати затвердіння полімеризуючих клеїв при одночасному зменшенні кінцевої міцності.
У випадку з пофарбованим органічним склом існує небезпека того, що барвник "злиняє" під дією клею.
З'єднувані частини з високою концентрацією пігменту, при однакових умовах досягають меншої міцності склеювання.
Деталі, які характеризуються підвищеною ударною в'язкістю, можуть стати ламкими в області стику.
Вироби, отримані способом витяжки або термоформування, володіють меншою міцністю склеювання в напрямку, перпендикулярному до площини витягування.

При будь-яких типах органічного скла перед процесом склеювання рекомендується надавати шорсткість склеюваних поверхонь, для того, щоб поліпшити міцність склеювання. Це особливо відноситься до деталей, використовуваних в апаратах і ємностях, на які впливають механічні навантаження.

3. Послідовність здійснення процесу склеювання

Зазвичай процес склеювання складається з наступних робочих операцій:

Попередня обробка з'єднуваних частин
Поверхням пластин рекомендується надати шорсткість за допомогою водостійкого шліфувального паперу (розмір часток 320 - 400). Після цього необхідно очистити і знежирити з'єднувані деталі, дотримуючись при цьому вказівок виробника клею. У більшості випадків перед склеюванням потрібен відпал деталей, що з'єднуються з метою зменшення внутрішньої напруги матеріалу, обумовлених обробкою зрізанням, а значить, запобігання утворенню тріщин. У випадку з поліз'єднуваними клеями відпалу, як правило, не потрібно. При необхідності для захисту поверхонь від пошкодження розчинником або нанесення подряпин їх можна обклеїти відповідною плівкою.
Підготовка клею при дво- або багатокомпонентних клеючих системах
Нанесення клею
Необхідно простежити за рівномірним зволоженням частин, що склеюються і постійною товщиною шару. Спосіб нанесення залежить від в'язкості клею.
Досягнення за часом стану, при якому клей придбає здатність з'єднувати
Стикування та фіксування деталей
При склеюванні деталі не можна накладати один на одного з перекосом, між з'єднуваною частиною і клеєм не повинно бути укладено повітря. Нанесений клей не повинен змазуватися при з'єднанні частин. Після зробленого стику можливі лише умовні коригування. Можна порекомендувати фіксування деталей, що з'єднуються за допомогою відповідних пристосувань для склеювання, щоб запобігти ковзанню при затвердінні клею, щоб можна було точно відрегулювати довжину при стикуванні внахлест і при необхідності встановлювати вставки для притискання і склеювання. Слід врахувати, що розчини клею вимагають застосування більшого тиску при з'єднанні, так як усадка при зчепленні більше, ніж у випадку з двокомпонентними клеями.
Затвердіння і охолодження
Видалення фіксації
Остаточна обробка

Відпал після склеювання призначається для найкращого затвердіння клейового шва і внаслідок цього призводить до кращої міцності склеювання і хорошому, без наявності тріщин зовнішньому вигляду, що зберігається протягом тривалого часу. У випадку з поліз'єднуваними клеями остаточного відпалу не потрібно.

4. Конструктивне оформлення

Залежно від навантаження клейові з'єднання можуть іноді не виправдовувати себе. При прийнятті відповідних заходів і достатньої пропорційності поверхонь склеювання може бути перенесено вплив дуже високих навантажень. Слід по можливості уникати виникнення напружень розшаровування і розтягування. Їх можна обійти за допомогою нескладних конструктивних заходів. До останніх відносяться, зокрема, скошування стиків і використання елементів жорсткості в діапазоні перенесення сил між окремими деталями, які сполучаються.

5. Технології склеювання

Внаслідок різних механізмів реакції використовувана технологія склеювання залежить від відповідного типу клею.

5.1 Клеї у вигляді розчину

Краї деталей, що склеюються повинні бути якомога коротшими, вузькими і плоскими. На попередньому робочому етапі склеювані кромки необхідно обрізати або відфрезерувати, не залишаючи слідів різання й строжки. Поверхні можна піддати додатковій обробці способом тонкого шліфування, за допомогою циклі або, застосувавши багаторазове намазування клеєм. Завдяки цьому згодом зменшується утворення бульбашок. Після змочування поверхонь склеювання слідом за фіксуванням і по закінченню часу набухання, рівного приблизно 30 секунд, до склеюваних поверхонь прикладається тиск, що становить щонайменше 100 г / см 2. Для змочування поверхонь клеєм є в розпорядженні два методи:

Занурний метод
Цей метод набув найширшого поширення. Одна з деталей, що з'єднуються занурюється поверхнею склеювання в клей. Час занурення слід обирати таким чином, щоб почалося розм'якшення поверхні склеювання. Щоб уникнути ненавмисного розм'якшення інших країв їх слід попередньо обклеїти. Для цього можна застосовувати нерозчинну стрічку з поліестеру або целюлози з клейовим шаром. Як судини для занурення підходять плоскі чаші або прості плоскі скляні диски, які попередньо змочуються клеєм.
Капілярний метод
Перед зволоженням з'єднувані деталі стикуються при дотриманні потрібного положення. На другому етапі клей наноситься за допомогою тонкої канюлі на всі краї, що склеюються. Внаслідок капілярного ефекту клей автоматично всмоктується в клейовий шов. Цей метод уможливлює стикування деталей більшого розміру, ніж у випадку з занурювальним способом. Розпірні дроти діаметром 0,3 мм можуть стати допоміжними засобами при здійсненні цього методу для того, щоб клей легше протікав в клейовий шов.

5.2 Клеючі лаки

Склеювальний лак наноситься за допомогою тюбика, шприца або канюлі, можливо також застосування методу занурення. Застосування капілярного методу не представляється можливим в цьому випадку. Нанесена кількість клею повинна порівнюватися таким чином, щоб після з'єднання деталей з обох сторін клейового шва виступав невеликий надлишок клею. Подальше стикування і додаток тиску для притискання здійснюється таким же чином, як це вже було описано у випадку із занурювальним методом. Клеї у вигляді розчину і клеючі лаки в меншій мірі придатні для поверхневого склеювання.

5.3 Полімеризуючі клеї

На відміну від клеїв у вигляді розчину і клеючих лаків при склеюванні за допомогою полімеризуючих клеїв клей слід наносити таким чином, щоб поверх клейового шва утворилося потовщення, так як при затвердінні відбувається усадка, тобто обсяг клею зменшується. Клейовий шов формується таким чином, щоб на якомога меншому рівні зберегти руйнування внаслідок корозійних впливів і впливів навколишнього середовища. Клейовий зазор слід обирати при розмірах між 0,2 мм і 0,5 мм Фіксація залежить від відповідного способу склеювання:

склеювання при з'єднанні встик
Фіксування на плоскій пластині;
склеювання під кутом
Фіксування за допомогою кріпильних пристроїв. Потрібно обов'язково запобігати кутовий зсув в процесі затвердіння. Крім того, виправдовують себе кутові шви або V-подібні шви, так як при цьому з'єднувані деталі можуть лежати безпосередньо одна на інший;
склеювання по всій поверхні
Витримування відповідної відстані між сполучними деталями за допомогою розпірних дротів або блоків;
склеювання при наявності порожніх просторів
Допустимі різні розташування

Під час затвердіння не слід піддавати з'єднувані деталі впливу навантажень. Забруднення інших виробів клеєм можна уникнути за допомогою обклеювання поліестерною стрічкою або самоклеючою алюмінієвою стрічкою.

5.4 Поліз'єднуючі клеї

Склеювання деталей, що з'єднуються поліпз'єдниючими засобами відбувається аналогічно склеюванню за допомогою полімеризучих клеїв. Однак, у зв'язку з тим, що поліз'єднуючі клеї не містять розчинників, потрібно дуже ретельне очищення поверхонь, що склеюються перед процесом склеювання.

5.5 Клеючі стрічки

Клеючі стрічки представляють собою швидковиконану і частково економічно вигідну альтернативу при склеюванні органічного скла. В основному, їх слід було б застосовувати на закритих або непроглядних ділянках. При склеюванні по всій поверхні відстань між окремими смугами клеючих стрічок не повинна бути більше 300 мм. Умовою достатньої міцності склеювання є суха, очищена від пилу і знежирена поверхня, що склеюється.

6. Рекомендації з техніки безпеки при поводженні з клеями

Клеї і розчинники, що їх вміщують, відносяться до так званих "небезпечних робочих речовин". При їх застосуванні є суттєва небезпека для здоров'я, небезпека виникнення пожежі та вибуху. Тому необхідно вживати заходів, які забезпечують захист людини, підприємства і навколишнього середовища. При застосуванні клеїв завжди слід дотримуватися діючих приписів з охорони праці та техніки безпеки, приписів по роботі з небезпечними речовинами і, особливо, тих, що видаються виробником спеціального клею пам'ятки з попереджувальними рекомендаціями по техніці безпеки.

Більшість клеїв вогненебезпечні. Виникаючі пари в поєднанні з повітрям можуть утворювати вибухонебезпечні суміші

Захисні заходи:

Уникати відкритих джерел тепла (вогонь, електронагрівальні прилади) і іскріння (іскріння при комутації, електростатичний розряд).
Не палити, не їсти і не пити на робочих місцях.

Часте потрапляння на шкіру і постійне вдихання парів розчинників можливо можуть мати наслідком появу алергічних реакцій і нанесення шкоди здоров'ю.

Захисні заходи:

Роботи з клеєм слід проводити в добре провітрених, очищених від пилу приміщеннях, де немає протягу.
Під власною вагою парів розчинників важче, ніж повітря, то поблизу с підлогою необхідно встановити аспіраційні пристосування. У тих випадках, коли мають намір зробити більший обсяг робіт зі склеювання, то додатково слід було б здійснювати аспірацію безпосередньо на робочому місці.

Розчинники знищують захисний сальний шар шкіри.

Захисні заходи:

Слід уникати попадання на шкіру клеїв, а також парів і газів.
Забруднені ділянки шкіри промити водою з милом (ні в якому разі не застосовувати для цієї мети розчинники).
Шкіру слід обробляти відповідним чином по завершенню кожної робочої операції.
Застосування одноразових рушників.

Смоли, що містяться в клеях, при попаданні в очі можуть призводити до роз'їдання. Клей, що потрапив в очі, твердіє під дією слізної рідини. При цьому утворюється теплота, яка вражає рогівку ока.

Захисні заходи:

У процесі склеювання ні в якому разі не можна пальцями торкатися очей.
При переробці великих кількостей клею рекомендується носіння захисних окулярів.

Перша допомога:

У разі потрапляння бризок клею в очі їх слід негайно промити проточною водою протягом 10-15 хвилин.

<< Назад