4.4.3. Клеи и герметики.

Клеевые материалы (клеи) и герметики – сложные многокомпонентные вещества на полимерной основе, образующие при затвердевании герметичные пленки, хорошо прилипающие к поверхности соединяемых деталей. Основной целью применения указанных материалов являются соединение деталей и герметизация места соединения. Четкого разграничения между клеями и герметиками нет, т.к. значительная часть этих материалов обладает как клеевыми, так и герметизирующими свойствами.

В состав этих материалов входят следующие компоненты:

1) пленкообразующее вещество, являющееся основой клеев, которое определяет их адгезионные и когезионные свойства. Адгезия (прилипаемость) – способность пленки к образованию прочной связи с поверхностью склеиваемых деталей (подложкой). Когезия (сцепление) – определяется силами межмолекулярного взаимодействия в самом клее-герметике, и характеризует собственную прочность пленки. В качестве пленкообразующих веществ используют синтетические смолы и каучуки. В зависимости от типа пленкообразователя различают термопластичные, термореактивные и резиновые клеи;

2) растворители, придающие клею необходимую вязкость для нанесения слоя определенной толщины. В этом качестве используют спирты, ацетон, бензин и ряд других растворителей, испаряющихся в процессе склеивания;

3) пластификаторы для уменьшения усадки и повышения эластичности пленки (каучука);

4) отвердители (в термореактивных клеях);

5) наполнители (металлические порошки, графит, молотая слюда), для уменьшения усадки пленки и повышения теплостойкости.

Кроме указанных компонентов, в состав клеев входят ингибиторы и замедлители (для предотвращения нежелательного отверждения при хранении), ускорители, стабилизаторы и другие добавки.

Свойства клеев зависят в первую очередь от типа пленкообразователя. Термопластичные клеи отличаются сравнительно невысокой (до 100°С) теплостойкостью, и образуют эластичные клеевые пленки. В автомобилестроении применяют клеи и герметики на основе поливинилхлорида (ПВХ) под общим названием пластизоли, выпускаемые в виде пасты. Пластизоли применяют как для герметизации сварных швов, так и для склеивания стальных кузовных деталей.

Термореактивные клеи обеспечивают работоспособность клеевых соединений до температуры 250°С, а клеи на основе кремнийорганических полимеров – до 1200°С. Эти клеи используются для склейки силовых конструкций из металлов и неметаллических материалов.

Клеи на основе синтетического каучука называют резиновыми. Они представляют собой растворы каучуков или резиновых смесей в органических растворителях (спирт, эфир и др.). В автомобильной промышленности эти клеи применяют для крепления интерьерных материалов, шумопоглощающих панелей, а также приклеивания резиновых деталей друг к другу, к металлам и другим материалам.

Прочность клеевых соединений зависит от температуры эксплуатации, величины и характера нагрузки, толщины клеевого слоя, состояния склеиваемых поверхностей. Наиболее высокая прочность соответствует равномерному сжатию, а все более уменьшающаяся наблюдается при сдвиге, неравномерном отрыве, отслаивании. Оптимальной считается толщина клеевого слоя от 0,05 до 0,25 мм. Для подготовки к склеиванию поверхности детали подвергают физическому и химическому воздействию.

В результате физического воздействия сглаживается шероховатость, удаляется ржавчина и грязь, в результате химического (травление, фосфатирование) создаются условия для образования химических связей.

Свойства клеев и герметиков, в том числе и стойкость к воздействию агрессивных сред обуславливают востребованность этих материалов. Их относительно высокая стоимость компенсируется упрощением технологии и рационализацией конструкции, что особенно важно при крупносерийном производстве машин. В качестве герметиков используют также вязкотекучие материалы, называемые жидкими прокладками. Они обеспечивают повышенную герметичность соединений за счет адгезии и хорошего заполнения микро- и макронеровностей на поверхности деталей.