Клеи, адгезия, технология склеивания 2351

В книге рассмотренны главные вопросы адгезии - механика соединения, химия клеев и подготовка поверхности. Главная цель издания - познакомить читателя с фундаментальными основами каждой из этих областей. Приведены практические рекомендации по выбору клеев, подготовке соединяемых поверхностей и рецептурам используемых адгезивов. Книга предназначена технологам и специалистам химических предприятий.

 

Оглавление

Предисловие

1. Введение
1.1. Назначение главы
1.2. Основные определения
1.3. Преимущества и недостатки клеевого соединения
1.4. Клеевые соединения в современной промышленности
1.5. Экономические аспекты технологии склеивания
1.6. Литература и другие источники информации
1.7. Выводы
Литература

2. Механические свойства материалов и их связь с адгезией
2.1. Введение
2.2. Определение механических напряжений при испытаниях материалов
2.3. Диаграммы «напряжение–деформация» и определение показателей
свойств материалов
2.3.1. Воздействие растягивающих усилий
2.3.2. Воздействие усилий сдвига
2.3.3. Плотность энергии деформации
2.4. Введение в механику линейно-упругого разрушения
2.5. Введение в реологию жидкостей
2.6. Введение в линейную вязкоупругость
2.7. Анализ механических свойств материалов: изгиб балки
2.8. Выводы
Литература
Вопросы и задания к разделу

3. Механические испытания клеевых соединений
3.1. Введение
3.2. Типы разрушения и определение практической адгезии
3.3. Испытание клеевых соединений при растяжении
3.4. Сдвиговое нагружение клеевых соединений
3.4.1. Стандартный нахлесточный образец для испытаний при сдвиге
3.4.2. Виды нахлесточных образцов для испытания при сдвиге
3.4.3. Образец для определения истинных характеристик материалов
клеевого слоя при сдвиге
3.4.4. Анализ Голанда–Рейснера для нахлесточных образцов,
испытываемых при сдвиге
3.5. Раскалывающее нагружение клеевых соединений
3.5.1. Образцы для испытания при раскалывании
или для определения трещиностойкости
3.5.1.1. Образцы в виде двухконсольной балки
3.5.1.2. Линейно-упругая механика разрушения образца в виде
двухконсольной балки
3.5.2. Испытание вспучиванием
3.5.3. Испытание компактного образца при растяжении
3.5.4. Испытание с применением клина
3.6. Испытания при расслаивание
3.6.1. Анализ напряжений в расслаиваемом образце
3.7. Выводы
Литература
Вопросы и задания к разделу

4. Основные положения науки о межмолекулярном
взаимодействии и поверхностных явлениях
4.1. Введение
4.2. Основные силы
4.2.1. Электростатические силы
4.2.2. Ван-дер-ваальсовское взаимодействие
4.2.2.1 . Диполь-дипольные взаимодействия
4.2.2.2. Взаимодействие диполь–наведенный диполь
4.2.2.3. Дисперсионные силы
4.2.3. Взаимодействия в результате участия электронной пары
4.2.4. Силы отталкивания
4.3. Поверхностные силы и поверхностная энергия
4.4. Работа сил когезии и сил адгезии
4.5. Методы определения поверхностной энергии и связанных с ней параметров
4.5.1. Поверхностное натяжение
4.5.1.1 . Метод определения поверхностного натяжения по массе
и объему капли
4.5.1.2. Тензометр дю Ноя
4.5.2. Поверхностная энергия твердых тел
4.5.2.1. Методы определения краевого угла смачивания
4.5.2.2. Механика контакта и прямые измерения поверхностной энергии твердого тела
4.6. Термодинамика поверхности и определение поверхностного и межфазного
поверхностного натяжения
4.6.1. Соотношение Гуда–Джирифалко
4.6.2. Гипотеза Фаукеса и фракционная полярность
4.6.3. Диаграмма Зисмана
4.6.4. Современное применение методов измерения краевого угла смачивания
4.7. Современные методы анализа поверхности
4.7.1. Современные методы анализа химизма поверхностей
4.7.2. Топологические методы анализа поверхности
4.8. Выводы
Литература
Дополнительная литература
Вопросы и задания к разделу

5. Основные физико-химические свойства полимеров
5.1. Введение
5.2. Основная терминология
5.2.1. Мономеры и полимеры
5.2.2. Основные типы полимерных материалов
5.2.3. Молекулярная масса
5.3. Температурные переходы полимеров
5.3.1. Измерение температуры стеклования Tg
5.4. Динамические механические измерения и вязкоупругие свойства
5.4.1. Методы измерения динамических механических свойств
5.4.2. Некоторые данные о динамических механических свойствах полимеров
5.5. Температурно-временная суперпозиция
5.6. Выводы
Литература
Дополнительная литература

6. Взаимосвязь между наукой о поверхности и наукой об адгезии
6.1. Введение
6.2. Рационалистическое объяснение явления адгезии
6.3. Электростатическая теория адгезии
6.4. Диффузионная теория адгезии
6.4.1. Диффузионное клеевое соединение и блок-сополимеры
на поверхностях раздела
6.5. Механическое сцепление и адгезия
6.5.1. Кинетика заполнения пор
6.6. Смачиваемость и адгезия
6.7. Кислотно-щелочные взаимодействия на границах раздела
6.8. Ковалентная связь на границах раздела
6.8.1. Соединяющие агенты
6.9. Взаимосвязь между основными силами адгезии и практической адгезией
6.10. Слабый граничный слой
6.11. Выводы
Литература
Дополнительная литература
Вопросы и задания к разделу

7. Подготовка поверхностей субстратов перед склеиванием
7.1. Введение
7.2. Подготовка поверхности пластмасс
7.2.1. Подготовка поверхности обработкой коронным разрядеом
7.2.1.1. Обработка полиэтилена коронным разрядом
7.2.1.2. Обработка полипропилена коронным разрядом
7.2.1.3. Обработка полиэтилентерефталата коронным разрядом
7.2.1.4. Обработка других материалов короннмм разрядом
7.2.2. Пламенная обработка
7.2.3. Плазменная обработка
7.2.3.1. Плазменная обработка полиэтилена
7.2.3.2. Плазменная обработка других субстратов
7.2.4. Другие физические методы подготовки поверхностей полимеров
7.2.4.1. Подготовка поверхности с использованием ультрафиолетового
излучения
7.2.4.2. Другие методы подготовки поверхности в вакууме
7.2.5. Мокрые химические методы обработки поверхностей полимеров
7.2.5.1. Одностадийное химическое модифицирование функциональных свойств поверхности и обработка полиэтилена
хромовой кислотой
7.2.5.2. Мокрая химическая обработка поверхности
политетрафторэтилена
7.2.6. Грунтование поверхностей полимеров
7.2.6.1. Грунтование полиолефинов перед склеиванием
цианакрилатными клеями
7.2.6.2. Хлорированные полиолефины
7.3. Подготовка поверхности металлов
7.3.1. Подготовка поверхности алюминия перед склеиванием
7.3.1.1. Травление, разработанное фирмой
The Forest Products Laboratory (FPL)
7.4. Способы анодирования алюминия перед склеиванием
7.4.1. Механизм анодирования
7.4.2. Электролиты для анодирования
7.4.3. Применение фосфорно-кислотного анодирования
в авиа-космической промышленности
7.5. Основные методы подготовки поверхностей металлов
7.5.1. Конверсионные покрытия
7.5.2. Абразивная обработка
7.5.3. Электрохимические методы обработки других металлов
(кроме алюминия)
7.6. Выводы
Литература
Дополнительная литература
Вопросы и задания к разделу

8. Химические и физико-механические свойства
конструкционных клеев
8.1. Введение к главам 8–10
8.2. Введение в конструкционные клеи
8.2.1. Физические состояния неотвержденных конструкционных клеев
8.3. Химия основных смол, используемых при создании конструкционных
клеев
8.3.1. Фенолоформальдегидные смолы
8.3.2. Протеины
8.3.3. Эпоксидные олигомеры
8.3.3.1. Диаграммы температурно-временных превращений
и отверждение эпоксидных олигомеров
8.3.4. Уретановые полимеры
8.3.5. Акриловые плимеры
8.3.6. Высокотемпературостойкие конструкционные клеи
8.4. Составы конструкционных клеев для создания соединений с оптимальными
эксплуатационными свойствами
8.4.1. Составы фенольных клеев
8.4.2. Составы эпоксидных клеев
8.4.3. Клеи на основе акриловых олигомеров
8.4.4. Рецептуры высокотемпературостойких конструкционных клеев
8.5. Выводы
Литература
Дополнительная литература
Вопросы и задания к разделу

9. Химическая природа и физико-механические свойства клеев
на основе эластомеров
9.1. Введение
9.2. Липкие клеи
9.2.1. Химическая природа исходных смол, используемых в липких клеях
9.2.2. Химическая природа веществ, применяемых для повышения липкости
9.2.2.1. Повышающие липкость вещества на основе природных
продуктов
9.2.2.2. Повышающие липкость вещества на основе нефтяных фракций
9.2.2.3. Другие вещества, повышающие липкость клеев
9.2.3. Испытания липких клеев
9.2.3.1. Методы определения липкости клеев
9.2.3.2. Определение прочности при расслаивании
9.2.3.3. Определение прочности при сдвиге
9.2.4. Оптимальное сочетание свойств
9.2.5. Поведение липких клеев на временной шкале вязкоупругости
9.2.6. Вязкоупругость и липкость липких клеев
9.2.7. Расслаивание и вязкоупругость липких клеев
9.2.8. Поведение липких клеев при сдвиге и ползучести
9.2.9. Выводы
9.3. Каучуковые, контактные и другие эластомерные клеи
9.3.1. Рецептуры каучуковых клеев
9.3.2. Исходные полимеры
9.3.3. Вещества, повышающие липкость
9.3.4. Пигменты и наполнители
9.3.5. Сшивание и вулканизация каучуковых клеев
9.3.6. Растворители
9.3.7. Эластомерные клеи, герметики и антиадгезионные покрытия
на основе силоксанов
9.4. Выводы
Литература
Дополнительная литература
Вопросы и задания к разделу

10. Термопластичные, псевдотермопластичные и другие клеи
10.1. Введение
10.2. Клеи-расплавы
10.2.1. Введение
10.2.2. Физические свойства полимеров и клеев-расплавов
10.2.3. Рецептуры клеев-расплавов
10.2.4. Клеи-расплавы, формируемые в процессе синтеза
10.2.5. Отверждающиеся клеи-расплавы
10.3. Поливинилацетатные клеи
10.4. Поливинилацетальные клеи
10.5. Термопластичные и псевдотермопластичные клеи на основе природных
материалов
10.5.1. Клеи на основе крахмалов
10.5.2.Клеи на основе целлюлозы
10.6. Выводы
Литература
Дополнительная литература

11. Основные принципы проектирования клеевых соединений
11.1. Введение
11.2. Химическая природа и физико-механические свойства клеев
11.3. Критерии применения клеев
11.4. Границы раздела и подготовка поверхности
11.5. Дополнительные требования
11.6. Основные критерии проектирования клеевого соединения
11.6.1. Критерии Харт-Смита для проектирования соединений
с двойной нахлесткой
11.7. Выводы
Литература
Вопросы и задания к разделу

Ответы на вопросы и задания к разделам
Глава 2
Глава 3
Глава 4
Глава 6
Глава 7
Глава 8
Глава 9
Глава 11