Полная версия

Главная arrow Техника

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Адгезия в системе металл-полимер

Широкое применение в качестве адгезивов для металлов находят полимеры на основе фенольных, эпоксидных, полиуретановых смол.

Фенолоформальдегидные смолы содержат активные функциональные группы (гидроксильные), они были основой первых конструкционных клеев. Исходя из того, что отвержденные клеевые пленки из эпоксидного или феноло-формальдегидного клеев являются хрупкими, применительно к металлам используют композиции на их основе. Фенолоформальдегидные смолы модифицируют различными термопластами и эластомерами. Для их модификации применяют акр ил о- нитрильные каучуки, полихлоропрен. Клеи типа БФ получили наиболее широкое распространение в качестве адгезивов для металлов. Их основой являются фенолополивинил-бутиральные композиции. Модификация фенолоформальдегидных смол полиамидами позволяет получать высококачественные адгезивы. В фенолоформальдегидно- эпоксидных композициях при температуре 150-200°С эпоксидные группы взаимодействуют с фенольными и метилольными гидроксилами резольной смолы, что приводит к отверждению всей композиции.

Эпоксидные смолы применяют как адгезивы для металлов в несиловых конструкциях, а также в качестве различных композиций для конструкционных клеев, например, фенолоэпоксидных адгезивов. Широкое распространение получили композиции эпоксидных смол с полиамидами, полисульфидами, перхлорвиниловой смолой, поливи- нилбутиралем, кремнийорганическими полимерами и другими [23].

Практический интерес имеют олигомеры, полученные из дегид- рохлорированных хлорпарафинов. Введение в эти олигомеры активных функциональных групп - эпоксидных и карбоксильных - позволяет их использовать в качестве основы для различных связующих и покрытий, имеющих высокую адгезию к металлам.

Хорошими адгезионными свойствами по отношению ко многим субстратам, и особенно к металлам, обладают полиуретаны. Величина адгезии полиуретанов к металлам зависит в первую очередь от типа исходных продуктов - полиола и полиизоцианата. Например, у полиуретанов, полученных из полиэфира и десмодура ТН (продукта реакции 2,4-толуилендиизоцианата и триметилолпропана) максимальная адгезия к алюминию достигается при соотношении групп -СООН и - ОН в полиэфире в пределах 0,8-1,0. Соотношение в исходной композиции десмодураТН и полиола оказывает решающее влияние на величину адгезии. Сопротивление срезу клеевого шва алюминия на образцах, склеенных внахлестку, достигает максимума при соотношении десмодура ТН и полиола, равном 1,3-1,6, а затем резко снижается.

Значительно больший интерес для адгезионных систем представляет механизм взаимодействия полимерных адгезивов с оксидной пленкой. Благодаря этому, во многих случаях на границе полимер - металл могут возникать ионные связи. Чаще всего этот тип связи реализуется при контакте металлов с карбоксилсодержащими и гидроксилсодержащими полимерами. Между поверхностью металла, покрытой гидроксидной пленкой, и функциональными группами полимеров могут возникать химические связи.

Эпоксидные смолы с поверхностью металла реагируют по схеме:

Карбоксил со держащие полимеры взаимодействуют с поверхностью металла за счет образования связей типа

Изоцианаты, реагируя с поверхностными пленками оксидов и гидрооксидов на поверхности металла, образуют связи типа:

Весьма распространенным видом взаимодействия на границе полимер-металл следует признать ион-дипольное взаимодействие и водородные связи.

Экспериментальный материал по склеиванию металлов полимерными адгезивами, нанесению на металлы лакокрасочных, электроизоляционных и других покрытий свидетельствует о том, что долговечность связи полимер-металл зависит во многих случаях от таких свойств полимеров, как термостойкость, коэффициент теплового расширения, влагостойкость, озоностойкость, морозостойкость, прочность, модуль упругости и др. Чем меньше различие коэффициентов теплового расширения полимера и металла, тем устойчивее оказывается адгезионное соединение полимер-металл к воздействию высоких температур. Напряжения, возникающие в процессе формирования клеевых соединений и покрытий, также влияют на долговечность связи полимер-субстрат.

Адгезия в системе металл-клей-полимер

При получении прочного адгезионного соединения при склеивании двух субстратов металла и полимера (резины) адгезив должен обладать бифильностью, т.е. содержать функциональные группы, способные взаимодействовать как с металлом, так и с полимером. Бифильностью обладают латексно-белковые клеи, адгезивы на основе хлорированного натурального каучука, хлорированного наирита. Для повышения прочности связи с резинами из неполярных каучуков в состав клея вводят добавки на основе хлорированного наирита, бута- диен-стирольного карбоксилсодержащего, винилпиридинового и бу- тадиен-нитрильного каучуков. Высокую адгезионную прочность в системе металл-резина обеспечивают бромированные и хлорированные производные бутилкаучука, а также изоционаты. Хорошими адгезионными свойствами обладают сополимеры бутадиена и метакрило- вой (акриловой) кислоты.

Крепление резин к металлам процесс сложный, зависит от многих факторов, основными из который являются природа металла и полимера, его прочность, коэффициент теплового расширения, модуль упругости, стойкость полимера к старению, состава резиновых смесей.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>