Факторы, влияющие на прочность клеевого соединения

Факторы, влияющие на прочность клеевого соединения

1. придание поверхности шероховатости

Когда клеи полностью распределяют поверхность материала, шероховатость поверхности помогает улучшить характеристики растекания клея и увеличивает плотность мест соединения между клеем и материалом, что повысит прочность сцепления. Напротив, если клей не распределяет материал должным образом, шероховатость поверхности снизит прочность склеивания.

2. Обработка поверхности

Подготовка поверхности перед склеиванием является ключом к успешному склеиванию. Целью является достижение прочных и долговечных соединений. Из-за наличия на связующих материалах слабых пограничных слоев, образованных оксидными слоями, такими как ржавчина, слои хромирования, фосфатирующие слои, антиадгезивы и т. д., обработка поверхности адгезива повлияет на прочность соединения. Например, поверхности полиэтилена можно обработать горячим окислением хромовой кислотой для улучшения прочности соединения.

3. Проникнуть

После склеивания на соединение часто влияет окружающая среда: в слой клея могут проникать небольшие молекулы, такие как вода или растворители. Например, во влажных условиях или под водой молекулы воды попадают в клей; в органических растворителях молекулы растворителя делают то же самое. Эти молекулы сначала заставляют слой клея изменить свою форму, а затем достигают границы раздела между клеем и поверхностью. Это ослабит связь, что в конечном итоге приведет к неудаче. Проникновение начинается не только с краев клеевого слоя. Если склеиваемый материал пористый, небольшие молекулы также могут проникнуть через их зазоры, поры или трещины, а затем достичь границы раздела и снизить прочность связи. Такое проникновение не только снижает физическую прочность соединения, но также может вызвать химические изменения на границе раздела, например появление ржавчины, что делает соединение совершенно бесполезным.

4. Движение

Склеенные материалы содержат пластификаторы, например ПВХ. Поскольку эти небольшие молекулы плохо смешиваются с молекулами полимера, они легко удаляются от поверхности материала или границы раздела склеивания. Если мигрировавшие небольшие молекулы останутся вместе на границе раздела, они предотвратят прилипание клея к материалу, что приведет к разрушению связи.

5. Давление

При наклеивании оказывайте давление на поверхности. Это помогает клею легко заполнять небольшие отверстия в материале, даже глубокие отверстия и крошечные трубки, а также уменьшает количество плохих наклеек. В случае клеев со слабым сцеплением нажатие приведет к тому, что они начнут слишком сильно выделяться, и клея останется недостаточно. Поэтому подождите, пока клей не станет более прочным, прежде чем нажимать. Это также выталкивает воздух с поверхности материала и уменьшает количество пузырьков воздуха в области склеивания. Для густых или твердых клеев при склеивании необходимо нажатие. В этих случаях вам часто необходимо их как следует нагреть, чтобы они стали более жидкими или жидкими. Например, изготовление изоляционного прессовочного слоя осуществляется под действием тепла и давления. Чтобы получить прочное соединение, используйте разное давление для разных клеев. Обычно используйте высокое давление для твердых или густых клеев и низкое давление для тонких клеев.

6. Толщина клеевого слоя

В более толстых слоях клея легко появляются пузырьки воздуха, дефекты и ранние разрывы, поэтому слой клея следует делать как можно тоньше, чтобы получить более прочное соединение. Кроме того, когда толстые слои клея нагреваются, их расширение создает большую тепловую нагрузку в области соединения, что облегчает разрушение соединения. Напряжения на реальных суставах сложны, включая напряжения сдвига, напряжения отслаивания и повторяющиеся напряжения. Во-первых, напряжение сдвига: когда прикладывается нецентральная тянущая сила, на концах соединения возникает напряжение. Помимо поперечной силы, существует также тянущая сила вдоль сустава и разрывающая сила поперек сустава. Когда соединение находится под напряжением сдвига, чем толще склеиваемый материал, тем прочнее соединение. Во-вторых, стресс отслаивания: это происходит, когда склеиваемый материал мягкий. На соединение действуют как тянущие, так и сдвигающие силы, и вся сила концентрируется на поверхности клея - материала, поэтому соединение очень легко ломается. Поскольку напряжение отслаивания очень разрушительно, при проектировании следует избегать конструкций соединений, которые его создают. В-третьих, повторяющееся напряжение: клей в соединении медленно изнашивается от повторяющихся напряжений и разрушается при гораздо меньших уровнях, чем при обычном статическом напряжении. Прочные и эластичные клеи, как и некоторые резиновые, хорошо выдерживают повторяющиеся нагрузки.

7. Внутреннее напряжение
   Во-первых, усадочное напряжение: когда клей затвердевает, он сжимается в объеме из-за испарения, охлаждения и химических реакций, что вызывает усадочное напряжение. Когда сила усадки превышает силу адгезии, кажущаяся прочность соединения значительно падает. Кроме того, неравномерное распределение напряжений вокруг кромок склейки или зазоров в клее приводит к концентрации напряжений, что увеличивает вероятность образования трещин. Кристаллические клеи сжимаются сильнее при затвердевании из-за кристаллизации, что также создает внутреннее напряжение в соединении. Если вы добавите определенное количество эластичных материалов, которые могут кристаллизоваться или изменить размер кристаллов, вы сможете уменьшить внутреннее напряжение. Лучшим примером является добавление упрочнителей в клеи на основе термореактивных смол. Например, для фенольно-ацеталевых клеев, когда содержание ацеталя ниже 40%, в соединении наблюдается разрушение только интерфейса; когда он превышает 40%, происходит когезионное разрушение, и прочность связи значительно увеличивается. Во-вторых, термический стресс: когда расплавленная смола охлаждается и отверждается под действием высоких температур, она сжимается в объеме. Связь удерживает его на месте, что создает внутреннее напряжение на границе раздела. Если молекулярные цепи смогут скользить мимо друг друга, внутреннее напряжение исчезнет. Основными факторами, влияющими на термическое напряжение, являются коэффициент теплового расширения, комнатная температура, разница температур и разница в жесткости. Чтобы уменьшить термическое напряжение, вызванное разными коэффициентами термического расширения, следует сделать коэффициент термического расширения клея близким к коэффициенту термического расширения склеиваемого материала. Добавление наполнителей — хороший способ: вы можете добавить порошок того же материала или волокна и порошок из других материалов.