ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние химического состава и структуры клеев из "Прочность и долговечность клеевых соединений Издание 2" В сравнимых условиях оценивали ударную и статическую прочность при сдвиге [109] и равномерном отрыве [ПО] соединений стали на эпоксидных клеях при температурах от —54 до 95 °С. Оказалось, что лучшие результаты получаются при склеивании клеями, модифицированными тиоколом и низкомолекулярными полиамидами. Худшими свойствами обладают немодифицированные клеи, отвержденные диэтилентриамином. Характерно, что разница в показателях прочности проявляется в меньшей степени при статическом, чем при ударном сдвиге. В интервале температур от —54 до 94 °С Наибольшая разница между статической и динамической прочностью при отрыве отмечается для систем, отвержденных алифатическим амином и низкомолекулярным полиамидом (для последнего — в области повышенных температур). [c.151] Из отечественных эпоксидных клеев повышенной теплостойкости можно отметить клеи УП-181Н и 33/74. Значения прочности соединений стали (сдвиг при растяжении) на этих клеях при —60 и 20 °С практически не отличаются, а при 300 °С —снижаются с 17 до 6—8 МПа (клей УП-181Н) и до 12 МПа (клей 33/74). [c.151] Для снижения температуры стеклования полимера применяют химически активные пластификаторы. Теплостойкость при этом снижается в меньшей степени, чем при использовании инертных пластификаторов, и температурный интервал эксплуатации клея резко расширяется. Если в качестве пластификатора клея служат эластомеры, возрастает скорость релаксационных процессов и уменьшаются остаточные напряжения в клеевых соединениях. Поэтому совмещение эпоксидных, фенольных и других смол с каучуками является одним из наиболее перспективных способов регулирования температурной зависимости прочности клеевых соединений. Скорость снижения прочности соединений на модифицированных эпоксидных (ЭПЦ-1, К-153, К-147, К-134, КС-5) и полиэфирных (КС-2) клеях с температурой пропорциональна количеству эластомера. [c.151] Наиболее полно о тепло- и морозостойкости клеевых соединений можно судить, сопоставляя данные с прочности соединений при разных видах напряженного состояния с температурными зависимостями прочностных и деформационных свойств, коэффициентах линейного расширения клеев в свободном виде, а также остаточных напряжениях на границе клей — субстрат. Такие комплексные исследования были сделаны для клеев, используемых в строительстве [37, 111] при температурах от —55 до 80 °С. [c.151] С понижением температуры растет прочность клея и одновременно увеличиваются модуль упругости и остаточные напряжения в соединении. Однако введение эластомера в термореактивный клей существенно снижает температуру стеклования, при которой начинается рост напряжений. Так, температура стеклования отвержденного эпоксидно-каучукового компаунда, содержащего 15 масс. ч. каучука СКН-26-1 или жидкого тиокола НВТ-Б (на 100 маос. ч. эпоксидной смолы), составляет соответственно 115 и ПО С, а при содержащий 200 масс. ч. этих эластомеров [113] —21 и —33 °С. Поэтому даже в системах, содержащих больщое количество каучука, остаточные напряжения начинают существенно возрастать при температурах ниже—20°С (см. рис. 5.10). Вследствие стеклования каучуков различия между поведением клеев на полиэпоксидах и эластомерах исчезают при температуре ниже —73 °С [105, 114]. [c.152] Эпоксидно-новйлачные смолы более теплостойки, чем диано-ъые, вследствие наличия большого числа функциональных групп и соответственно большей плотности поперечных связей. В зависимости от вида отвердителя разница в теплостойкости этих клеев достигает 60—80 С. [c.152] Теплостойкость клеевых соединений повышается с увеличением степени отверждения клея. Однако для данных условий испытаний (форма образца, скорость деформации, температура и др.) существует оптимальная плотность поперечных связей, которой соответствует наибольшее значение прочности. Дальнейшее повышение степени отверждения приводит к тому, что перенапряжения, возникающие в связях, структурных неоднородностях в полимере или на границе раздела адгезива — субстрат, не успевают релаксировать, вследствие чего прочность соединения снижается. [c.152] Условия отверждения влияют на теплостойкость клеевых соединений при более высокой температуре отверждения достигается большая теплостойкость и за более короткий промежуток времени. Однако при оценке влияния режимов склеивания на теплостойкость соединений, особенно характеризующихся неравномерным распределением напряжений, следует учитывать, что большая теплостойкость может соответствовать меньшей степени отверждения клея. Так, недоотвержденный полимерный адгезионный грунт обеспечивает большую прочность соединений обшивки с сотовым заполнителем при температурах от —150 до 120 °С [115,117]. [c.152] Очевидно, при сравнении режимов необходимо проверять, всегда ли достигалась максимальная или хотя бы одинаковая степень отверждения. [c.153] При увеличении числа функциональных групп (эпоксидных в полиэпоксидных и изоцианатных в полиизоцианатах) растет плотность полимера и теплостойкость соединений на его основе [116]. [c.153] О теплостойкости полиуретановых клеев можно судить по тому, что прочность (сдвиг при растяжении) соединений стали на отечественном тиксотропном клее ВИЛАД-Пк без растворителя снижается от 40 при 20 °С до 7,5 МПа при 100 °С. [c.153] В клеях органической природы связь углерод — углерод стабилизируется к действию тепла при введении в основную полимерную цепь ароматических звеньев и гетероциклов. В качестве примера можно назвать описанные выше полибензимидазольные клеи, кратковременно работающие в соединениях при температуре выше 500 °С. К этим же типам полимеров относятся полиими-ды, полибензтиазолы и т. п. Их можно отнести к полимерам с сопряженными связями, отличающихся делокализацией я-электро-нов и в связи с этим уменьшением внутренней энергии системы [118, с. 57 с. 980]. [c.153] По некоторым сведениям [119] система полисопряжения образуется при термообработке клеевых соединений на фенольных клеях, что приводит к появлению максимума на кривой температурной зависимости прочности. Однако есть данные [8] об отсут-вии прямой связи между термостабильностью и наличием сопряженных связей. Высокой теплостойкостью отличаются элементоорганические полимеры, в том числе на основе борорганических соединений В СгН +г, в которых делокализованы валентные электроны. К ним относятся карборансодержащие клеи (см. выше). [c.153] Теплостойкость определяется также скоростью кристаллизации полимеров. Только через 42 сут после склеивания прочность при 80 °С соединений на клее из кристаллизующегося неопрена АД достигает такого же значения, как прочность соединений на клее из некристаллизующегося неопрена AF [112]. [c.153] Вулканизация каучуковых клеев способствует повышению теплостойкости. В частности, повышенную теплостойкость имеют все каучуковые клеи, вулканизация которых проводится при высокой температуре с помощью различных изоцианатов [120]. [c.153] Клеи холодного отверждения на основе кремнийорганических каучуков отличаются низкой температурой стеклования (около —70 °С) и теплостойкостью, достаточной для эксплуатации до 250 С. [c.153] Большой интерес представляют сравнительные данные по теплостойкости в широком интервале температур соединений на клеях различной химической природы, полученные [71, 111] в сравнительных условиях. Можно сделать вывод, что трудно подобрать клей, который можно использовать и при положительных, и при отрицательных температурах. При отрицательных температурах хорошо проявляют себя полиуретановые и эпоксиднополиамидные клеи, а при высоких температурах — клеи на основе полимерных ароматических соединений. [c.154] Вернуться к основной статье