Фактори, що впливають на міцність клею

Фактори, що впливають на міцність клею

1. шорсткість поверхні

Коли клеї повністю розподіляють поверхню матеріалу, шорсткість поверхні допомагає покращити ефективність розподілу клеїв і збільшує щільність з’єднань між клеєм і матеріалом, що підвищить міцність з’єднання. Навпаки, якщо клей не розподіляє матеріал належним чином, шорсткість поверхні зменшить міцність з’єднання.

2. Обробка поверхні

Підготовка поверхні перед склеюванням є запорукою успішного склеювання. Вона спрямована на отримання міцних і довговічних з'єднань. Через наявність слабких граничних шарів, утворених оксидними шарами, такими як іржа, шари хромування, шари фосфатування, розділові агенти тощо на склеювальних матеріалах, поверхнева обробка клею впливатиме на міцність склеювання. Наприклад, поліетиленові поверхні можна обробити гарячим окисленням хромовою кислотою для покращення міцності зв’язку.

3. Проникати

Після склеювання на з’єднання часто впливає навколишнє середовище, малі молекули, такі як вода або розчинники, можуть проникати в шар клею. Наприклад, у вологих умовах або під водою молекули води потрапляють у клей; в органічних розчинниках молекули розчинника роблять те саме. Ці молекули спочатку змушують шар клею змінювати свою форму, а потім досягають межі розділу між клеєм і поверхнею. Це послабить зв’язок, що зрештою призведе до збою. Проникнення починається не тільки з країв клейового шару. Якщо матеріал, який склеюється, є пористим, малі молекули також можуть проникати крізь їхні щілини, пори чи тріщини, а потім досягати межі розділу та зменшувати міцність з’єднання. Це проникнення не тільки знижує фізичну міцність з’єднання, але також може спричинити хімічні зміни на межі, наприклад, іржу, яка робить з’єднання абсолютно марним.

4. Рух

Склеювані матеріали містять пластифікатори, наприклад ПВХ. Оскільки ці малі молекули погано змішуються з молекулами полімеру, вони легко виходять з поверхні матеріалу або межі з’єднання. Якщо переміщені малі молекули залишаться разом на межі розділу, вони перешкоджатимуть прилипанню клею до матеріалу, що призведе до розриву з’єднання.

5. Тиск

При наклеюванні притискайте до поверхонь. Це допомагає клею легко заповнювати невеликі отвори на матеріалі, навіть глибокі отвори та крихітні трубочки, і зменшує кількість поганих наклейок. Для клеїв зі слабким зчепленням пресування призведе до того, що вони надто сильно висохнуть, і залишиться недостатньо клею. Тому зачекайте, доки клей стане міцнішим у склеюванні, перш ніж натискати. Це також виштовхує повітря з поверхні матеріалу і зменшує кількість повітряних бульбашок у зоні склеювання. Для густих або твердих клеїв необхідне пресування при склеюванні. У цих випадках вам часто потрібно правильно нагріти їх, щоб зробити їх тоншими або рідкими. Наприклад, виготовлення ізоляційного пресового шару проводиться під дією тепла та тиску. Щоб отримати міцне з’єднання, використовуйте різний тиск для різних клеїв. Як правило, високий тиск використовується для твердих або густих клеїв і низький тиск для тонких клеїв.

6. Товщина шару клею

На більш товстих шарах клею легко утворюються бульбашки повітря, дефекти та ранні розриви, тому ви повинні зробити шар клею якомога тоншим, щоб отримати міцніше з’єднання. Крім того, коли товсті шари клею нагріваються, їх розширення створює більше теплового стресу в області з’єднання, що полегшує з’єднання. Напруги на справжніх з’єднаннях складні, включаючи напругу зсуву, напругу відриву та повторювану напругу. По-перше, напруга зсуву: коли сила тяги не в центрі, напруга накопичується на кінцях з’єднання. Окрім сили зсуву, існує також сила витягування вздовж з’єднання та сила розриву поперек з’єднання. Коли з’єднання перебуває під напругою зсуву, чим товщі склеюваний матеріал, тим міцніше з’єднання. По-друге, напруга відриву: це відбувається, коли матеріал, який склеюється, м’який. На з’єднання діють як сила розтягування, так і сила зсуву, і вся сила зосереджується на поверхні клею-матеріалу, тому з’єднання дуже легко розривається. Оскільки напруга відриву дуже шкідлива, під час проектування слід уникати конструкцій з’єднань, які її створюють. По-третє, повторне навантаження: клей у з’єднанні повільно зношується від повторних навантажень і розривається при набагато нижчих рівнях, ніж звичайна статична напруга. Міцні та еластичні клеї, як і деякі гумові, добре витримують повторне навантаження.

7. Внутрішній стрес
   По-перше, напруга усадки: коли клей твердне, він зменшується в об’ємі через випаровування, охолодження та хімічні реакції, що викликає напругу усадки. Коли сила усадки сильніша за силу адгезії, видима міцність з’єднання значно впаде. Крім того, нерівномірний розподіл напруги навколо країв з’єднання або проміжків у клеї спричиняє концентрацію напруги, що збільшує ймовірність утворення тріщин. Кристалічні клеї дають більше усадки під час затвердіння через кристалізацію, яка також створює внутрішню напругу в з’єднанні. Якщо додати певну кількість гумових матеріалів, які можуть кристалізуватися або змінити розмір кристалів, можна зменшити внутрішню напругу. Найкращим прикладом є додавання зміцнювачів до клеїв із термореактивної смоли. Наприклад, для фенольних-ацетальних клеїв, коли вміст ацеталю нижче 40%, з’єднання має лише пошкодження поверхні поверхні; коли він перевищує 40%, він має когезійне руйнування, і міцність з’єднання значно збільшується. По-друге, термічний стрес: коли розплавлена ​​смола охолоджується та твердне під дією високих температур, вона зменшується в об’ємі. З’єднання утримує його на місці, що створює внутрішню напругу на межі розділу. Якщо молекулярні ланцюги можуть ковзати один повз одного, внутрішня напруга зникне. Основними факторами, які впливають на термічну напругу, є коефіцієнт теплового розширення, кімнатна температура, різниця температур і різниця в жорсткості. Щоб зменшити тепловий стрес, спричинений різними коефіцієнтами теплового розширення, слід зробити коефіцієнт теплового розширення клею близьким до коефіцієнта теплового розширення матеріалу, який склеюється. Хорошим способом є додавання наповнювачів: ви можете додати порошок того ж матеріалу або волокна та порошок інших матеріалів.