Подготовка поверхности трудносклеиваемых материалов

Наиболее трудно склеиваемыми материалами являются полиэтилен и фторопласт. Простейшим способом подготовки поверхности таких материалов к склеиванию является дублирование их со стеклотканью, стекловолокном или с другими видами материалов. Дублирование можно проводить в прессах, на каландрах или проглаживанием обычным утюгом при определенной температуре. Для улучшения способности к склеиванию деталей из фторопласта-4 при их изготовлении в участки, подлежащие склеиванию, вводят наполнители — оксид железа, кварцевую муку, цемент, порошки металлов.

Поверхность полиэтилена можно активировать в ванне следующего состава (мас. ч.):

Серная кислота 95,0
Дихромат натрия 4,6
Дистиллированная вода 7,2

 Склеивание инертных материалов возможно после специальной обработки поверхности, например в натрий-нафталиновом комплексе. Так, прочность клеевых соединений, выполненных эпоксидно-полиамидным клеем, для необработанного фторопласта составляет 0,61 МПа, в то время как после обработки в натрий-нафталиновом комплексе она достигает 8,22 МПа. Можно также использовать обработку в дисперсиях натрия в жидком аммиаке, в натрий-антраценовом комплексе или в расплавленном ацетате калия.

Поверхность полиэтилентерефталатной пленки перед склеиванием можно обработать 30 %-м раствором NaOH при 80 0C в течение 3 мин; при этом прочность клеевых соединений, выполненных эпоксидно-полиамидным клеем, увеличивается с 0,4 (для необработанной пленки) до 2,7 мН/м.

Адгезионные свойства пентапласта можно повысить обработкой его поверхности окислительной пастой на основе хромовой смеси с последующим нанесением подслоя из аминопропилтриэтоксисилана. Хромовую смесь готовят растворением в 1 л воды 40 г дихромата калия и 100 г серной кислоты (плотность 1820 кг/м3). Пасту получают перемешиванием 91 мас. ч. хромовой смеси с 9 мас. ч. аэросила 175.
Выдержка в ванне составляет 1-2 с при 120 0C. Недостатком такой подготовки поверхности является охрупчивание пленок.

Прочные клеевые соединения полимеров с низкими адгезионными характеристиками (например, полиолефинов и фторопластов) можно получить с помощью простого и доступного способа, условно называемого механо-химическим способом склеивания.

Для обработки поверхности полиэтилена под склеивание можно использовать обработку в течение 10 с пламенем пропановой горелки с избыточной подачей воздуха до легкого помутнения поверхности. Прочность клеевых соединений обработанного таким образом полиэтилена возрастает примерно в два раза по сравнению с образцами, поверхность которых была обработана в концентрированной H2SO4 с добавкой 5 мас.ч. дихромата

Для подготовки поверхностей полиэтиленовых, фторопластовых и полиэтилентерефталатных пленок можно использовать их обработку коронным разрядом. Обработку проводят в высокочастотном устройстве при частоте тока 20 кГц. Напряжение тока при обработке, а также расстояние между электродами влияют на адгезионную прочность; при этом с увеличением напряжения эффективность обработки повышается тем сильнее, чем меньше расстояние между электродами. Режимы обработки зависят от свойств пленки.

Склеивание следует проводить непосредственно после обработки коронным разрядом. Если этого сделать не удается, то перед склеиванием следует провести повторную активацию при невысоком постоянном напряжении (достаточно 7-8 кВ).
Для придания поверхности полиолефинов улучшенных гидрофильных и адгезионных свойств их подвергают воздействию электромагнитных волн высокой частоты (13,56 МГц) в атмосфере O2 при давлении 133,3-666,6 Па (плазменная обработка).

Адгезионные свойства зависят от продолжительности обработки, промежутка времени между обработкой и склеиванием и от частоты трения поверхности при обработке плазмой. Например, после обработки поверхности полиэтилена в атмосфере O2 при давлении 133,3 Па электромагнитными волнами с частотой 13,56 МГц и мощностью 50 Вт в течение 10 мин прочность склеивания эпоксидным клеем увеличивается с 2 до 14 МПа.

Для фторопластовой пленки, обработанной различными способами, в условиях искусственного тропического климата с интенсивным УФ-облучением лучшую стойкость имеют клеевые соединения пленки, поверхность которой обработана ацетатом калия или тлеющим разрядом.

Адгезионные свойства полиэтилена, фторопласта и полиэтилентерефталатных пленок можно также повысить путем электронного воздействия и УФ-облучения. При УФ-облучении полиэтилена продолжительность обработки составляет 8-10 мин. Электронное воздействие на фторопласт проводят в течение 30 с при давлении 6,7 Па; при этом прочность клеевых соединений при склеивании эпоксидно-полиамидным клеем составляет 8 МПа (для необработанной поверхности 0,61 МПа).
Адгезионную прочность инертных материалов, например полиэтилена и пентапласта, можно повысить путем металлизации поверхности или введения в состав таких материалов соединений, имеющих одновременно как эпоксидные, так и другие кислородсодержащие группы; при этом стойкость полиэтилена к термоокислительной деструкции не ухудшается.

 Защитные удаляемые слои

В качестве способа подготовки поверхности стеклотекстолитов и композиционных материалов используют защитные слои, которые помещают на поверхность в процессе их формования и удаляют перед склеиванием, так называемые удаляемые защитные слои. В качестве таких слоев используют стеклоткани и другие ткани (например, полиамидные), которые предварительно обрабатывают специальными покрытиями для облегчения удаления их со склеиваемой поверхности. Если материалы защитного слоя и покрытия для него выбраны правильно, при удалении защитного слоя на поверхности не имеются вырывы волокон, а также остатки защитного слоя.

Для получения шероховатой поверхности проводят прессование; при этом рисунок структуры стеклоткани, применяемой в качестве промежуточного удаляемого слоя, «отпечатывается» на поверхности.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.