1. Серия обучающих материалов об адгезии, подготовленных компанией 3M. Общее представление о поверхности материалов
Склейка и Сборка

Общее представление о поверхностной энергии

При разработке того или иного изделия выбор материала для него определяется целым рядом факторов, включающих рабочие характеристики, массу, внешний вид и т.д. Конструкция детали также обычно диктует геометрию клеевого соединения. Поэтому при выборе клея необходимо хорошо понимать характер его химического взаимодействия с поверхностями склеиваемых материалов.

Оба термина — «материал» и «поверхность» — могут относиться к субстрату (например, дереву или железу), который приклеивается, чтобы получить изделие в сборе. С технической точки зрения, понятие «материал» включает в себя все свойства — как объемные (например, упругость или демпфирование вибраций), так и поверхностные свойства (например, сопротивление абразивному износу или текстура). В большинстве случаев понятия «материал» и «поверхность» являются взаимозаменяемыми в контексте формирования клеевых соединений: они относятся к конкретной части материала, где фактически происходит склеивание, то есть, где происходит контакт с клеем.


Сравнение поверхностных и объемных свойств

Важно осознавать, что свойства, характерные для поверхности материала, могут очень сильно отличаться от его объемных свойств. Рассмотрим окрашенный металл: «поверхность» — это краска, характеристики которой на микро- и макроуровне значительно отличаются от свойств «объема» металла. Приведем три примера, в которых поведение поверхности материала очень сильно отличается от его поведения в объеме.

  • Для приклеивания к лакированной деревянной поверхности требуется использовать другой клей

    Лакированное дерево

    Необработанное дерево — это просто древесина, но если она покрыта лаком, то клей образует адгезионное соединение уже не с деревом, а с лакированной поверхностью.

  • Приклеивание к ржавому железу создает определенные трудности;

    Железо с ржавчиной

    В случае ржавого железа клей образует связь частично с железом, а частично — с оксидом железа; относительные доли этих веществ зависят от общего количества ржавчины и качества подготовки поверхности.

  • При выборе клея для готовых пластиковых деталей следует предусмотреть наличие любого типа смазки для форм.

    Производство пластиковых деталей

    При изготовлении многих пластиковых деталей используется смазка для форм, которая облегчает и ускоряет производство. Если смазка для форм не удаляется перед склеиванием, то клей должен быть способен образовывать адгезионное соединение с этой смазкой.

Важность контакта с поверхностью

Клеи создают связь между двумя материалами. Для надежного соединения критически важное значение имеет контакт клея с поверхностью каждого материала. Это отличается от других процессов; например, при механическом закреплении деталей в поверхности делаются отверстия, а в случае сварки происходит плавление материалов.

Для образования хорошего контакта с поверхностью клей должен иметь определённые свойства. Здесь речь идет о составе клея и его вязкости (это подробно рассматривается в других тематических статьях), однако свойства поверхности также важны. Для создания плотного контакта важнейшее значение имеют три указанные ниже характеристики (поверхностная энергия, чистота и шероховатость).

  • Выбор клея в случае низкой и высокой поверхностной энергии.

    Поверхностная энергия

    Материалы с низкой поверхностной энергии препятствуют растеканию клея, что не позволяет обеспечить плотный контакт. Материалы с высокой поверхностной энергии способствуют растеканию клея и созданию плотного контакта. Можно подобрать клей, соответствующий величине поверхностной энергии материала, либо можно изменить поверхностную энергию данного материала с помощью грунтовки, травления или другими способами.

  • Грязь и другие посторонние вещества не позволяют клею создать необходимый контакт с материалом.

    Важность чистоты поверхности

    Грязь, масло, жир или пыль образуют слой, который не позволяет клею обеспечить надежный контакт с реальной поверхностью материала. Есть два способа справиться с загрязнением поверхности. Поверхность можно очистить от всех загрязнений, либо можно использовать такой клей, который совместим с определенным уровнем загрязнения.

  • Шероховатость поверхности увеличивает общую площадь склеивания.

    Приклеивание к шероховатым поверхностям

    Шероховатость увеличивает общую площадь склеивания, что повышает прочность соединения. Однако слишком сильно выраженный рельеф поверхности может мешать растеканию клея по поверхности. Можно подобрать клей с учетом имеющейся шероховатости или можно модифицировать саму поверхность.


Другие обучающие статьи


Свяжитесь с нами
Мы всегда готовы помочь.

Нужна помощь в подборе подходящего продукта для вашего проекта? Свяжитесь с нами, если вам нужен продукт, совет по применению, техническая информация или вы хотите пообщаться с техническим специалистом 3M. Или позвоните нам по телефону 8 800 250 84 74.

Нужна помощь в подборе подходящего продукта для вашего проекта? Свяжитесь с нами, если вам нужен продукт, совет по применению, техническая информация или вы хотите пообщаться с техническим специалистом 3M. Или позвоните нам по телефону 8 800 250 84 74.

Присоединяйтесь!
Изменить местоположение
Россия - Русский