Современные разработки в области клеев и склеивания

Клеи, обладающие высокими адгезивными характеристиками, способны стать заменой сварке, пайке, болтовым и клепочным соединениям в работе с разными металлами. В месте контакта склеенных деталей не будет образовываться коррозия или внутреннее напряжение, что может привести к снижению прочности, следовательно, и к качеству конечной продукции. Без процесса клейки не обходится производство в бумажной, мебельной, текстильной, автомобилестроительной, авиационной и других отраслях, строительстве, медицине. Процесс склеивания является важной технологической операцией, без которой не обходится современная промышленность.

Современные материалы и компоненты для клеевых составов: новые разработки

Инновационные клеи с высокой адгезией имеют сложный состав. Смесь состоит из основы, отвердителя, катализатора, наполнителя, растворителя, пластификатора и различных добавок. Компоненты состава и их влияние на качество продукта:

• Роль основы исполняют полимеры – связующие компоненты, главным образом влияющие на адгезионные характеристики всего состава. Они бывают горячего и холодного отверждения, термостойкими, термически активными, термопластичными и способствуют эффективному смачиванию, растеканию и образуют прочную пленку, отлично прилипающую к любым поверхностям.
• Отвердители – структурирующие агенты формируют и изменяют химическую пространственную структуру, обеспечивают преобразование консистенции из жидкого в твердое состояние. Отверждение происходит в процессе формирования клеевого соединения.
• Катализаторы ускоряют процесс отверждения. В составе некоторых видов клеев присутствуют ускорители этой реакции или ингибиторы, тормозящие процесс с целью сохранения состава до момента непосредственного применения.
• Пластификаторы улучшают эластичность клеевых швов, увеличивают устойчивость к деформации, повышают морозостойкость и уменьшают хрупкость.
• Растворители превращают полимерную основу в коллоидный раствор, замедляют скорость испарения жидкой составляющей.
• Наполнители наделяют клей необходимой вязкостью и предотвращают его стекание с вертикальной поверхности при нанесении слоя в несколько мм. Компонент улучшает эксплуатационные свойства состава, снижает внутреннее напряжение склейки и ползучесть клея, предотвращает коррозию, поглощает ударные нагрузки и повышает его термостойкость и теплопроводность. Ингредиенты снижают стоимость продукта и придают ему нужный цвет.
• Стабилизаторы повышают стойкость клеевого состава к воздействию осадков, радиации и других внешних факторов. Предотвращают изменение качественных характеристик от воздействия света.
• Биоциды наделяют соединения биологической устойчивостью к воздействию различных микроорганизмов.

Новые разработки по сравнению с традиционными клеями снижают массу изделий, их себестоимость и упрощают технологии производства. Современные клеи отличаются высокими эксплуатационными свойствами, имеют много преимуществ: прочно соединяют между собой различные материалы в самых разных сочетаниях с любой структурой и толщиной, придают стойкость к влиянию негативных атмосферных факторов, обеспечивают герметичное соединение и стойкость к коррозии. Клеевая пленка прочно и с неограниченным сроком держится на поверхностях склеиваемых материалов.

Инновационный клей для надежной фиксации металлических элементов широко применяется как в строительстве, так и во многих промышленных отраслях. Надежность, прочность и долговечность соединений заменили традиционные методы крепления, наделили способностью выдерживать существенные нагрузки при высоких и низких температурах, скачках давления и других экстремальных условиях эксплуатации. С помощью склейки легко и быстро соединяются детали, существенно увеличивается эффективность и скорость их сборки, сокращаются затраты на трудовые ресурсы и оборудование.

Технологии склеивания

Традиционный процесс склеивания состоит из таких операций, как подготовка склеиваемых поверхностей и самого клея, его нанесения в места соединения, отверждение, зачистка шва. Очистка от загрязнений и обезжиривание сторон твердого материала водными моющими средствами, растворителями или с применением ультразвуковой обработки, а также создание шероховатости в местах скрепления повысит качество склейки. Клей перед использованием необходимо точно дозировать, тщательно перемешивать и наносить различными способами посредством кистей, шпателей, напыления. Применение пресса служит технологической оснасткой для создания оптимального давления.

В промышленных масштабах применяют автоматизированные системы склейки. Перемещение оборудования, дозирование состава и сам процесс фиксации происходит без участия человека и в несколько раз превосходит производительность. Клеевые плоттеры функционируют с подключением сжатого воздуха. Специальное устройство – головка – наносит сплошные, пунктирные линии определенной толщины или мелкие капли клея в места будущей фиксации со стабильно высокой точностью и экономит его расход.

Примеры успешного применения инновационного клея в разных сферах

Химическая промышленность поставляет потребителям огромный ассортимент клеев, обеспечивающих высокую прочность и адгезию скрепляемым материалам. Полиуретановые, акриловые, контактные, клеи-расплавы и другие многочисленные виды отличаются первоначальным агрегатным состоянием, вязкостью, степенью токсичности и другими характеристиками, но успешно используются в различных областях.

Инновационные клеи для металла, проводящие электрический ток, содержат наночастицы и применяются:

• в электронике при сборке схем гаджетов и приборов, чипов, резисторов, транзисторов, конденсаторов, надежно соединяют компоненты с платами, обеспечивая передачу электрического сигнала;
• в автомобильной и авиационной технике, солнечных батареях, других электрических устройствах создают надежные соединения, гарантируют удобство, простоту применения и отличное сцепление металлических поверхностей, способных работать при экстремальных температурах в условиях повышенного нагрева;
• для производства промышленного оборудования, соединения труб, профилей, листов и плит, задавая высокую стойкость к вибрациям, склейки железобетонных секций для мостов;
• для соединения металлических деталей и элементов в холодильниках, пылесосах, стиральных машинах и других бытовых приборах, поддерживая низкое сопротивление и исключая разъединение конструкции при нагревании и вибрации;
• в медицине для соединения металлических деталей для имплантов и инструментов, а также обеспечения точного сигнала и связи между деталями электрокардиографа, дефибриллятора и другого высокотехнологичного оборудования.

Биологический клей разработан для успешного проведения хирургических операций. Им закрывают открытые раны с целью уменьшения кровопотерь, чем сокращают время процесса и снижают риски осложнений. Это уникальное средство соединяет живые ткани, заменяет наложение швов, исключает образование послеоперационных рубцов.

Термически активный синтетический эпоксидный клей, полученный путем поликонденсации или полимеризации эпоксидной смолы с отверждающим компонентом, создает неразъемное соединение высокой прочности при изготовлении изделий сложных форм различного размера и сечения. С его применением сборка с одновременным соединением многих элементов происходит экономично и быстро.

Особенности применения

Клеи различаются основными компонентами в составе, консистенцией и температурой склеивания. Они бывают твердыми в виде пленок, кусков, гранул, порошков, пастообразными и жидкими в виде растворов или дисперсий. Отверждение для клеев холодного склеивания происходит при температуре от 0 до 25 градусов, умеренного в диапазоне от 25 до 100 градусов. Особую осторожность следует соблюдать с клеями горячего склеивания, которые затвердевают от 100 до 250 градусов.

Процесс застывания вязкой смеси происходит в результате физических и химических преобразований – испарения растворителя и уменьшения подвижности молекул из-за понижения температуры. Перед склеиванием необходимо учитывать свойства и характеристики материалов, предназначенных для этой операции, температуру, влажность и другие условия в среде проведения работ, степень безопасности и горючести состава. Следует обратить внимание и на клеевую основу, которая сильно отличается в продуктах органического и синтетического происхождения.

Заключение

Во многих промышленных областях обойтись без клеевых материалов просто невозможно. Фиксация деталей с применением клея порой оказывается гораздо прочнее, а шов без применения сварки выглядит эстетичнее. Научные разработки с целью получения клеев с качественными характеристиками и свойствами дают возможность создавать уникальные изделия самой сложной конфигурации, уменьшать их вес, экономить затраты, проводить монтаж конструкций за короткое время. Применение склейки на современных предприятиях делает производство более рентабельным и прибыльным.