Чтобы создать хорошую клеевую связь, пользователь должен учитывать множество факторов. Сам адгезив, естественно, оказывает значительное влияние на качество или прочность адгезива. Поэтому сначала необходимо выбрать оптимальный тип клея и идеальный тип клея для нанесения клея, что само по себе является проблемой из-за примерно 30 000 клеев, доступных на рынке. Что касается материалов соединяемых деталей, качество клеевых поверхностей также имеет большое значение для клея.
Факторы, важные для качества и прочности связи
Конструктивный дизайн:
- Удобный для клея дизайн
- Геометрический дизайн
клея:
- Выбор
- Транспортировка
- Хранение
- Обработка
-
Напряжение адгезивного слоя :
- Испытания, связанные с практикой
- Дальнейшая обработка
- Использование в
производстве:
- Расположение
- Производственное оборудование
- Поставщики
- Параметры производства
- Уровень подготовки сотрудников
Материал соединения:
- Тип
- поверхность
- предварительная обработка
- подготовка
- производственные параметры
Поэтому важно не то, какие материалы следует склеивать, а то, на что похожи клеящие поверхности с точки зрения качества, шероховатости, поверхностной энергии и т. Д. Решающими для соединения являются граничные слои на адгезивной стороне и соединяемой части, которые иногда имеют толщину всего один или несколько молекулярных слоев, а также фазовая граница между адгезивом и материалом детали, подлежащим соединению. В случае непроницаемых или неабсорбирующих частей, подлежащих соединению, очевидно, что более глубокие слои подложки не могут оказывать какого-либо существенного влияния на связь.
Яркий пример адгезии к якобы «трудным» поверхностям можно найти в природе: например, мидии способны удерживать себя на очень гладких поверхностях. С помощью своего чрезвычайно прочного биологического «клея для мидий», состоящего из белков и белков, а также их так называемых нитей биссуса, мидии достигают чрезвычайно хорошего сцепления даже с тефлоном, а тефлон известен как идеальное антипригарное покрытие, которое вначале вступает в противоречие с адгезивом. Этот пример показывает, что в принципе все может быть склеено - это зависит от "правильной" поверхности. При необходимости, адгезивные поверхности подложек должны быть предварительно подготовлены или предварительно обработаны в соответствии с клеем.
Определения: что такое поверхностная энергия, поверхностное натяжение и смачивание?
Поверхностная энергия: в жидком адгезиве силы, действующие между молекулами внутри жидкости, нейтрализуют друг друга, потому что каждая молекула окружена молекулами одного типа вокруг. С другой стороны, внешние силы отсутствуют на поверхности, так что результирующая сила приводит к внутренней жидкости.
Заметка
Данная статья является отрывком из специальной книги «Технология склеивания», в которой, помимо описанных здесь основ склеивания, также описываются различные виды адгезива, технология склеивания и применение технологии склеивания.
Больше информации
Поверхностное натяжение. Поверхностное натяжение является причиной, по которой жидкости всегда стремятся уменьшить площадь своей поверхности и, таким образом, принимают состояние минимально возможной потенциальной энергии. По этой причине жидкие поверхности всегда являются минимальными поверхностями. Сферическая форма предлагает минимальную поверхность с максимальным объемом.
В результате вода принимает энергетически выгодную форму капли, когда на нее не воздействуют никакие другие силы. Известно, что даже тяжелые жидкости, такие как ртуть, способны образовывать небольшие и стабильные капли на большинстве поверхностей. Поверхностное натяжение воды также предотвращает, например, опускание водных бегунов или других насекомых, когда они находятся на поверхности воды.
Смачивание: смачивание соединительных поверхностей клеем является необходимым критерием для развития силы сцепления. В идеале жидкий клей должен полностью смачивать соединительные поверхности подложек, чтобы создать условия для максимума точек сцепления в зоне соединения. Поэтому адекватное смачивание поверхностей соединяемых деталей является наиболее важной предпосылкой для развития силы сцепления. Соотношение поверхностных энергий смачиваемых поверхностей и поверхностного натяжения клея имеет решающее значение для смачиваемости.
клей
Основы склеивания: когда клеевые соединения выходят из строя - и почему
Поверхностная энергия твердого тела может быть определена с помощью угла смачивания, часто называемого контактным или контактным углом. Угол смачивания - это угол, который образует горизонтальная капля жидкости на твердой поверхности к этой поверхности (см. Рисунок). Этот метод лежачей капли является стандартным устройством для оптического измерения угла смачивания. Капля клея упирается в поверхность подложки.
Чтобы обеспечить хорошее смачивание поверхностей подложки жидким клеем, которое требуется для склеивания, поверхностное натяжение жидкого клея всегда должно быть ниже поверхностной энергии соединяемой детали. Поэтому материалы с высокой поверхностной энергией относительно легко смачиваются жидким клеем. С другой стороны, низкоэнергетические твердые поверхности, такие как пластмассы, часто плохо или только частично смачиваются жидким клеем.
Заметка
Если вы хотите глубже вникнуть в расчет угла смачивания и определения поверхностного натяжения, мы рекомендуем специальную книгу «Технология склеивания», из которой исходит этот отрывок. Самые важные расчеты и формулы здесь учтены.
Больше информации
Что такое шероховатость поверхности?
Поверхности подложки также играют важную роль в хорошей адгезии. Поэтому, в дополнение к поверхностным энергиям соединяющихся партнеров, геометрическая структура подложек также оказывает фундаментальное влияние на связь.
Разработчику САПР легко создать идеальную поверхность с помощью системы САПР. Например, обычно конструируются поверхности, которые обычно не имеют каких-либо отклонений формы. Эта идеальная поверхность называется геометрической поверхностью и не учитывает шероховатость поверхности.
Однако большинство поверхностей - по крайней мере, под микроскопом - такие же неровные, как гора. Поэтому технические поверхности имеют более или менее выраженную топографию поверхности и могут быть разделены на отклонения формы разных порядков (см. Текст в рамке).
Различные отклонения формы
Шероховатость поверхности определяется отклонениями формы от 3-го до 5-го порядка. Отклонения формы от 1-го до 4-го порядка перекрываются с фактической поверхностью (согласно DIN 4760: 1982-06 или H. Hoischen / A. Fritz).
- Форма отклонения 2-го порядка: пульсация. Примеры: волны.
- Отклонение формы 3-го порядка: шероховатость. Примеры: пазы, царапины.
- Отклонение формы 4-го порядка: шероховатость. Примеры: пазы, весы, гребни.
- Отклонение формы 5-го порядка: шероховатость (больше не может быть изображено простым способом). Примеры: структура.
Отклонение формы 6-го порядка: больше не может быть изображено простым способом. Примеры: решетчатая структура материала.
В действительности эффективная поверхность подложки намного больше, чем поверхность, которую можно увидеть невооруженным глазом. Это приводит к так называемой истинной поверхности.
В результате истинная поверхность имеет значительно увеличенную поверхность для склеивания. Тем не менее, истинная поверхность - это скорее теоретический термин, поскольку в зависимости от поверхностных энергий подложек, поверхностного натяжения клея и вязкости клея, вся истинная поверхность никогда не может быть смочена клеем.
Именно поэтому в клеевой технологии говорят об эффективной поверхности. Под эффективной поверхностью следует понимать сумму площадей контакта между подложкой и клеем. Однако некоторые участки истинной поверхности не смачиваются клеем. Эти несмачиваемые участки, следовательно, не способствуют увеличению адгезионной прочности.
Связующие силы: что такое адгезия и сплоченность?
Рассмотрение связующих сил в связях приводит к двум важным стандартным терминам в клеевой технологии - адгезия и когезия. Вместе они образуют определяющие силы связывания в адгезиве.
Адгезионные силы имеют решающее значение для прочности пограничного слоя между соединяемой деталью и адгезивным слоем. Силы сцепления, с другой стороны, отвечают за внутреннюю прочность самого адгезивного слоя, причем силы сцепления являются гораздо более сильными. Они примерно в 20-100 раз сильнее, чем отдельные силы сцепления.
определение
Что такое адгезия и сплоченность?
Адгезии (латы: adhaerere = прилипает) обозначает поверхность сцепления, которая эффективна на поверхности клея и добавить пограничный слой участка на стороне в результате общих сил притяжения между различными веществами.
Под сплоченностью (лат. Cohaerere = ассоциированный) обычно подразумевается действие сил притяжения между атомами или молекулами, аналогично понимаемому одним и тем же веществом.
Различают специфическую адгезию (адгезию за счет образования межмолекулярных сил), механическую адгезию (адгезию за счет адгезива и поверхности соединяемой детали) и автоадгезию (адгезию при объединении одних и тех же эластомеров). Эти термины объясняются более подробно ниже:
Определение: что такое специфическая адгезия, механическая адгезия и автоадгезия?
Под специфической адгезией понимается совокупность межмолекулярных сил, которые при работе на границе раздела прилипают к поверхностно-адгезивному слою. Диапазон действия удельной адгезии составляет примерно 0,2… 1 нм. Удельная адгезия принципиально важнее, чем механическая адгезия.
Механическая адгезия является адгезией через механическую или положительную фиксацию и закрепление затвердевшего клеевого слоя в порах, капиллярах или выточках на поверхности подложек. На механическую адгезию может положительно влиять подходящая предварительная обработка поверхности - например, струи сжатого воздуха (с безмасляным сжатым воздухом).
В случае очень гладких или только слегка шероховатых поверхностей доля так называемой механической адгезии является относительно незначительной, особенно для металлических соединений. Напротив, механическая адгезия играет важную роль в склеивании абсорбирующих, очень пористых и / или открытых пор поверхностей (бумага, дерево, пена, текстиль, …).
клей
Склеивание начинается перед склеиванием (часть I)
Термин автоадгезия используется почти исключительно в связи с соединением тех же резиновых эластичных полимерных слоев. Обязательным условием является большая подвижность макромолекул, как в случае с эластомерами, которые способны к взаимной диффузии при приложении давления с последующим зажимом сегментов цепи. Если два образца одного и того же эластомера вступают в контакт, происходит адгезия (= автоадгезия).
Адгезия и сплоченность
Адгезия является необходимым, но не достаточным критерием для склеивания. На поверхности одного квадратного сантиметра находится около миллиарда точек слипания или клеевых соединений. Но только сочетание силы сцепления и сцепления обеспечивает важную предпосылку для долговечных и упругих соединений. Этот факт можно четко объяснить на примере воды:
Равномерно тонкий слой воды между двумя стеклянными пластинами, фольгой или выпуклыми и вогнутыми линзами заземления изначально гарантирует, что подложки удерживаются вместе благодаря чрезвычайно большому количеству клеевых соединений на поверхности соединения. Тем не менее, эта когезия относительно слабая и может быть легко отменена низкими силами и неблагоприятным направлением нагрузки. Таким образом, вода довольно непригодна в качестве адгезива, поскольку жидкая вода полностью не обладает свойством сцепления.
DIN 2304-1
Склеивание начинается перед склеиванием (часть II)
Под когезией здесь обычно понимается внутренняя прочность отвержденного клея. Конечно, каждая подложка также имеет внутреннюю прочность или когезионную прочность. Когезионная прочность по существу зависит от материала и температуры. Металлы обычно имеют гораздо более высокую когезионную прочность, чем пластмассы. В случае пластмасс термореактивные материалы (например, эпоксидная смола), в свою очередь, имеют гораздо более высокую когезионную прочность, чем термопласты (например, термоплавкий клей), что обусловлено пространственно тесно сцепленной молекулярной структурой термореактивных материалов.
Молекулярная подвижность увеличивается с ростом температуры (броуновские молекулярные движения). Уже слабые вторичные валентные связи растворяются с повышением температуры - молекулярная когезия уменьшается. В результате прочность сцепления уменьшается с повышением температуры. С адгезивными слоями прочность сцепления является прежде всего характерной особенностью замедления пластика или адгезива. Под замедлением будет ползти или течь, поэтому изменение длины понимается под постоянной механической нагрузкой.
Заметка
Эта статья взята из специальной книги «Технология склеивания», в которой, помимо описанных здесь основ склеивания, также описываются различные виды адгезива, технология склеивания и применение технологии склеивания.
Больше информации
клей
Основы склеивания: когда клеевые соединения выходят из строя - и почему
Адгезивные технологии в критике
Склеивание: недостаточно
* Проф. Д-р инж. Тим Юнтген, профессор Университета прикладных наук Амберга-Вайдена (технология пластмасс / технология переработки пластмасс, строительство, изготовление инструмента, технология адгезии)