Процессы в клеевых стыках
Процесс схватывания или затвердевания начинается со смачивания клеевой поверхности материала клеем и заканчивается получением прочного стыка. Как правило, тепло ускоряет процесс схватывания. Прочность стыка зависит от когезии клея, от адгезии, то есть от прилипания клея к соединяемым деталям, а для пористых материалов — дополнительно от механической фиксации. Необходимо различать схватывание клеев на основе воды (водосодержащих) или растворителя, а также клеев без воды и растворителя. Но в обоих случаях клей служит для заполнения полостей и промежутков между соединяемыми деталями.
2.12.3.1. Водосодержащие клеи
Когда дисперсионная вода клея впитается в поверхность-основу или испарится из стыка, то молекулы клея больше не будут разделены между собой слоем воды и начнут соприкасаться друг с другом. В слое клея начинают действовать силы когезии. Благодаря связи частичек клея он становится прочным. Силы адгезии между поверх-
ностью склеивания и клеем становятся тем больше, чем точнее они подогнаны друг к другу.
Рис. 2.134. Стык, выполненный водосодержащим клеем |
Закреп ление Адгезия Когезия Адгезия Когезия Адгезия Когезия |
Рис. 2.135. Стык, выполненный клеем на основе растворителя |
Механическое скрепление проявляется в том случае, когда клей проникает в поры пористых склеиваемых поверхностей и там схватывается.
Но клей в порах должен быть связан со слоем клея, находящимся в стыке (рис. 2.134). Механическое закрепление увеличивает прежде всего касательное усилие.
2.12.3.2. Клеи на основе растворителей
Когезионные силы в клеевом слое возникают при испарении растворителя и относительно высоком давлении прессования. Молекулы клея, находящиеся в слоях клея на обеих склеиваемых поверхностях, тесно соединяются друг с другом при испарении растворителя. При соединении и прессовании обеих выдержанных на воздухе поверхностей способные к деформированию молекулы на поверхностях обоих слоев клея соединяются благодаря сильным адгезионным и слабым когезионным силам. Давление прессования повышает при этом силу сцепления между слоями клея и поверхностями соединяемых деталей (рис. 2.135).