webLoaded = "false"

Конструкционные клеи: вопросы и ответы

  • Каждая ситуация уникальна, но наша команда опытных инженеров часто получает похожие вопросы. Вот некоторые из наиболее распространенных запросов, которые они получают от клиентов. Эти ответы могут не подойти именно для вашего применения. Тем не менее, они дадут вам хорошее представление о факторах, которые следует учитывать при рассмотрении вариантов дизайна, процесса и клея, чтобы увидеть, как конструкционные клеи 3M могут помочь вам добиться улучшений.

webLoaded = "false"

  • Вопрос 1. Как температура влияет на скорость отверждения моего клея?

    Это распространенный вопрос, и он очень важен; например, фабрика в штате Джорджия может испытывать сезонные колебания от 4 °С до 40 °С. Конструкционные клеи основаны на химических реакциях, а эти реакции зависят от температуры, поэтому первый вывод заключается в том, что более низкие температуры замедляют реакцию, а более высокие температуры ускоряют ее.

    Уравнение Аррениуса — это формула...

  • В этом видео наш технический специалист расскажет о влиянии температуры на процесс отверждения клеев
webLoaded = "false"

Уравнение Аррениуса — это формула зависимости скорости химической реакции от температуры. Как правило, для каждого отклонения в 10 градусов Цельсия скорость реакции увеличивается или уменьшается в два раза. Возьмем в качестве примера клей, время жизни которого составляет 20 минут при 25 °C или комнатной температуре. Если мы изменим температуру до 35 °C, мы сократим время жизни клея вдвое, примерно до 10 минут. Напротив, если мы снизим температуру до 15 °C, общее время жизни клея составит около 40 минут.

Это касается не только времени жизни клея — вся реакция протекает таким же образом. Если при комнатной температуре для достижения транспортной прочности требуется два часа, то при температуре на 10 °C ниже это займет четыре часа. Это важно не только для операций под открытым небом и смены времен года: температуру также можно регулировать для влияния на производственные процессы. Если вы хотите увеличить производительность без сокращения времени жизни клея, можно собирать детали при комнатной температуре, а затем переместить в место, где на 10 или 20 градусов теплее, чтобы повысить скорость отверждения. На самом деле, при температуре выше 50 °C реакции протекают еще быстрее, поэтому, как указано в техническом бюллетене об увеличении скорости реакции термоотверждаемого клея, при достижении температуры выше 50 °C, вы сможете добиться полного отверждения этих клеев уже через несколько часов, вместо нескольких дней при комнатной температуре.

webLoaded = "false"
  • В этом видео наш технический специалист расскажет о термостойкости клея в склеенной детали
  • Вопрос 2. Как определить термостойкость клея в склеенной детали?

    Этот вопрос мы часто получаем от клиентов, и на него нет четкого и ясного ответа, потому что это зависит от различных факторов. Нет какого-то одного конкретного значения, но есть несколько факторов, которые необходимо учитывать при оценке воздействия температуры.

    Если клей только что...

webLoaded = "false"

Насколько отвержден клей?
Если клей только что достиг транспортной прочности или все еще остается довольно жидким, воздействие температуры будет отличаться от ситуации, когда он полностью отвержден спустя три или шесть месяцев после сборки.

Какова абсолютная величина температуры, которая будет воздействовать в определенном применении?
Какие самые высокие и самые низкие температуры может испытывать деталь в процессе эксплуатации? Это помогает понять, возникнут ли какие-либо проблемы с термическим разложением в связи с тем, что клей подвергается воздействию этих крайних значений.

Как долго воздействуют эти экстремальные температуры на соединенную деталь и сколько времени воздействуют все остальные значения температуры?
Если для детали абсолютный максимум составляет 150 °C, важно и то, воздействует ли этот температурный максимум в течение пяти минут или пяти недель, поэтому необходимо учитывать общее температурное воздействие и все разрушительные последствия этого воздействия. Частота воздействия также имеет значение: как часто на деталь влияют экстремальные температуры? Применение на открытом воздухе в пустыне, в которой температура каждые 24 часа циклически колеблется от 4 °С ночью до 46 °С днем, очень отличается от ситуации, в которой достигаются те же самые крайние значения, но продолжается это несколько месяцев с годичным циклом.

Какова фактическая нагрузка на клей, когда он подвергается воздействию температуры?
Этот последний вопрос может быть самым важным. Даже если клей не подвергается термическому разложению, он все же является полимером и будет испытывать физические изменения. В частности, когда температура увеличивается выше определенной точки (температура стеклования), он перейдет из стеклообразного твердого состояния в более мягкое и эластичное состояние. Физические свойства клея будут меняться по мере того, как он нагревается и охлаждается на переходной стадии, включая, среди прочего, жесткость, коэффициент теплового расширения и теплоемкость, и это может повлиять на несущую способность клея.

webLoaded = "false"
  • Вопрос 3. Как бы вы подготовили поверхность X?

    Невозможно дать однозначный ответ на вопрос о подготовке какой-либо поверхности перед склеиванием, не имея дополнительной информации. Различные поверхности и клеи — это, пожалуй, самый сложный вопрос, поскольку здесь очень многое сильно зависит от всех остальных факторов: общие требования к характеристикам клея будут выбираться в зависимости от температуры, условий окружающей среды, необходимой общей прочности и условий технологического процесса, например, требуемой скорости отверждения. Необходимость и способы подготовки поверхности во многом зависят от того, какой тип клея вы выберете, и даже среди самих материалов существуют различные разновидности: не все пластики АБС действительно являются АБС, поэтому иногда невозможно дать общую рекомендацию о методах подготовки поверхности.

    Тем не менее, можно выделить четыре основных категории материалов...

  • В этом видео наш технический специалист расскажет о подготовке поверхности.
webLoaded = "false"

Тем не менее, можно выделить четыре основных категории материалов, и даже внутри категории есть материалы с различными характеристиками.

Металлы имеют очень высокую поверхностную энергию, поэтому, если поверхность чистая и сухая, клей должен легко смачивать ее, но не все металлы одинаковы. Сравним алюминий и медь. Алюминий является пассивированным (неактивным) металлом и довольно инертен, в то время как медь представляет собой активный металл, который будет продолжать корродировать, поэтому даже с учетом требований по подготовке поверхности необходимо учитывать, будет ли со временем происходить разрушение от коррозии.

Традиционные материалы, такие как стекло, дерево, кожа и бетон. Они относятся к среднему диапазону энергии поверхности, но у каждого материала обычно есть своя уникальная особенность, которую необходимо учитывать. Например, шероховатость. Другое — натуральная кожа, которая содержит масла, полученные в результате процесса дубления. Со временем они могут проникать в клей, пластифицировать его и ухудшать соединение. Гидролиз стекла означает, что проникновение влаги является важным вопросом при склеивании стекла, чтобы предотвратить его разрушение.

Инженерные пластики представляют собой пластики с более высокими поверхностными энергетическими характеристиками, такие как акрил, поликарбонат, АБС и композиты с эпоксидными композитами. Эти материалы действительно уникальны, потому что склеивание зависит не только от поверхностной энергии — клей может хорошо смачивать поверхность, но его способность к склеиванию также будет зависеть от кристалличности и полярности пластика. Материал, подобный нейлону, имеет довольно высокую поверхностную энергию, но он очень кристаллический и не очень полярный. Если мы рассмотрим некоторые механизмы адгезии, то многие из клеев могут обеспечить первоначальное соединение, но затем со временем клей разрушится, если не выполнить более тщательную подготовку поверхности.

Пластмассы с низкой поверхностной энергией (LSE-пластмассы) — это массовые пластики, такие как полипропилен и полиэтилен, а также материалы с очень низкой поверхностной энергией, такие как фторсодержащие пластики и силиконы. Полиолефины и LSE-пластики являются своего рода отдельной категорией, потому что они требуют использования праймера или обработки коронным разрядом, либо специального клея, проникающего в этот пластик и создающего запутанные химические связи с самим полимером.

Все эти переменные показывают, почему нет простого ответа, и, как правило, по-прежнему требуется тестирование и создание прототипов для проверки того, как определенный клей работает в вашем технологическом процессе. В первую очередь рекомендуем искать информацию о материалах на страницах Склеивание и сборка сайта 3M.com, где приводятся более обширные сведения по этим темам.

Вторая рекомендация — посмотреть технические бюллетени клеев, которые вы рассматриваете, потому что в них указывается адгезия ко многим материалам. Обычно в них указываются два значения: число, показывающее прочность под нагрузкой в мегапаскалях (прочность на сдвиг) или в ньютонах на сантиметр (прочность на отслаивание), а также характер разрушения. Когезионное разрушение означает, что клей, испытанный в указанных условиях, оставался связанным с обоими поверхностями после его растягивания до разрушения: разрушался сам клей, а не его соединение с поверхностью. Адгезионное разрушение означает, что клей оторвался от одной из поверхностей. Это может дать приблизительное представление о том, подходит ли клей и следует ли рассматривать его далее.

Третий вариант, если вы хотите склеить специфический материал или хотите задать вопрос о добавке, которая может проникать в клей, — связаться с 3М. Наши технические специалисты могут посмотреть возможные варианты и выполнить запрос на техническую поддержку, чтобы помочь вам подобрать лучший вариант.

webLoaded = "false"

Каковы наиболее распространенные типы нагрузок структурных клеев?

  • Отрыв

    Отрыв

    Нагрузка на отрыв воздействует перпендикулярно плоскости клеевого соединения в направлении от него. Сила распределяется равномерно по всей области склеивания. (Сжимающая нагрузка воздействует в противоположном направлении, когда основы сдвигаются вместе перпендикулярно плоскости скрепления.)
  • Сдвиг

    Сдвиг

    Нагрузка при сдвиге — это тяга, направленная поперек клеевого слоя, заставляющая основы смещаться относительно друг друга. Здесь сила воздействует в той же плоскости, что и клей, и распределяется по всей области.
  • Расщепление

    Расщепление

    Нагрузка расщепления концентрируется на одном краю соединения, оказывая усилие на соединение, когда основы разделяются. Тогда как на один край клеевого соединения воздействует концентрированная нагрузка, другой край соединения теоретически находится под нулевой нагрузкой. Расщепление происходит между двумя жесткими основами.
  • Отслаивание

    Отслаивание

    Отслаивание также сосредоточено на одном краю соединения. Хотя бы одна из основ является гибкой, что приводит к еще большей концентрации усилия на одном крае, чем при нагрузке расщепления.

webLoaded = "false"

Типы конструкционных клеев

  • Акриловые клеи

    Эти двухкомпонентные клеи обеспечивают высокую прочность и гибкость соединения.

  • Эпоксидные клеи

    Эти клеи обеспечивают превосходную прочность и устойчивость к воздействию окружающей среды.

    Однокомпонентный эпоксидный клей

    Двухкомпонентный эпоксидный клей

  • Термоактивируемые клеи

    Эти однокомпонентные клеи сочетают в себе скорость термоплавких клеев с конструкционной прочностью составов, отверждаемых влагой.

  • Уретановые клеи

    Эти составы идеально подходят для создания прочных и гибких соединений между разнородными материалами.

  • Анаэробные клеи

    Эти клеи обеспечивают плотное прилегание и герметизацию при фиксации резьбы, герметизации труб и в других связанных областях применения.

  • Моментальные клеи

    Эти продукты достигают транспортной прочности за 5-10 секунд и достигают чрезвычайно высокой прочности на отрыв.


Свяжитесь с нами
Мы готовы помочь.

Нужна помощь в подборе подходящего продукта для вашего проекта? Обратитесь к нам для получения консультаций по подбору продукции, техническим вопросам или вариантам применения, а также консультаций технического специалиста 3M. Вы также можете связаться с нами по телефону 8 800 250 84 74.

Нужна помощь в подборе подходящего продукта для вашего проекта? Обратитесь к нам для получения консультаций по подбору продукции, техническим вопросам или вариантам применения, а также консультаций технического специалиста 3M. Вы также можете связаться с нами по телефону 8 800 250 84 74.

Присоединяйтесь!
Изменить местоположение
Россия - Русский