*

Подготовка поверхности пластмасс и композиционных материалов



Подготовка поверхности неметаллических материалов имеет ряд особенностей по сравнению с подготовкой металлов. Во-первых, для многих неметаллических материалов исключается операция обезжиривания, поскольку при механической обработке с поверхности удаляется верхний слой и содержащиеся в нём загрязнения. Кроме того, при обработке поверхности пластиков органические растворители могут адсорбироваться и снижать прочность клеевых соединений. Свойства некоторых материалов (например, органическое стекло) могут существенно ухудшаться при обработке органическими растворителями.

Для подготовки поверхности пластиков и композиционных материалов используют защитные удаляемые слои, которые не могут быть применены для металлов. Кроме того, большинство неметаллов, особенно плёночные материалы, имеют невысокую поверхностную энергию, которая ниже, чем у растворителей или клеев, а это в свою очередь может препятствовать эффективному смачиванию субстрата клеем и достижению высокой адгезионной прочности. В связи с этим используют специфические химические и физические способы обработки поверхности таких материалов для активации адгезии за счёт придания поверхности субстрата более высокой энергии.

На поверхности стеклотекстолитов и композиционных материалов могут находиться различные вещества, используемые в качестве разделительных слоев при формовании этих материалов. Большинство из этих соединений придаёт поверхности антиадгезионные свойства, в связи с чем перед склеиванием их следует удалить. Для этого поверхность зашкуривают, подвергают дробеструйной обработке и др. [263]. Как правило, такая обработка поверхности в дальнейшем приводит к разрушению по субстрату. Как известно, рельеф поверхности и её шероховатость влияют на прочность склеивания. С увеличением шероховатости поверхности резко снижается скорость достижения равновесной смачиваемости её клеем, и эта скорость может оказаться ниже скорости отверждения клея. В этом случае на границе контакта появляются пузырьки воздуха, и качество соединения резко снижается [264].

При подготовке поверхности стеклотекстолитов и композиционных материалов в ряде случаев на них наносят защитные слои, которые удаляют перед склеиванием. В качестве защитных слоев применяют стеклоткани и другие ткани (например, найлоновые), которые предварительно обрабатывают специальными веществами для облегчения удаления их со склеиваемой поверхности [252, c. 128].

Шероховатость поверхности можно придать не только зашкуриванием, но и в процессе прессования путём передачи рисунка стеклоткани, применяемой в качестве промежуточного (удаляемого) слоя [265].

Для повышения адгезии клеев к поверхности формованных изделий, полученных с использованием разделительных смазок, на их поверхность наносят эмульгирующие, диспергирующие или смачивающие средства. Например, для полиуретановых изделий используют лаурилсульфонат, аддукты оксида алкилена и лаурилового спирта, дибутилнафталинсульфонат и др. Эти же соединения могут быть введены и в состав разделительной смазки. Так, при нанесении на поверхность формованного полиуретана, полученного с использованием в качестве разделительной смазки раствора воска в трихлорэтане, 10%-ного водного раствора оксиэтилированного олеилового спирта прочность клеевых соединений при расслаивании повышается примерно в 4 раза [266].

Для подготовки поверхности пластмасс под склеивание применяют также химическое модифицирование поверхности. Например, фенопласты обрабатывают ацетоновым раствором гидроксипроизводных бензола и других ароматических соединений. Перед склеиванием отверждённых реактопластов на основе кремнийорганических полимеров на склеиваемые поверхности наносят в качестве подслоя соединения типа эпоксисилана или обрабатывают их раствором окислителя, например серной кислотой [318].

Улучшить адгезионные свойства полистирольных пластиков можно, напыляя на их поверхность медные покрытия (гальванохимические покрытия). Адгезионная прочность клеевого соединения ударопрочного полистирола, выполненного эпоксидным клеем на основе смолы ЭД-20, после такой обработки возросла в 2,5 раза [267].

Прочность склеивания стеклотекстолитов зависит также от степени отверждения связующего - при меньшей степени отверждения стеклотекстолита прочность клеевого соединения увеличивается. На примере склеивания эпоксидных стеклотекстолитов клеем ВК-9 было показано, что прочность клеевого соединения при равномерном отрыве увеличивается с 23,7 до 29,5 МПа при уменьшении степени отверждения связующего с 98 до 74% [268].

Свойства образующегося при формировании термопластов поверхностного слоя влияют на прочность клеевых соединений. Для получения однородной поверхности без оболочки, представляющей собой область мелких деформированных образований или бесструктурный на оптическом уровне слой, необходимо тщательно выбирать режим формования [269].

*


на предыдущую страницу


*