Предварительная подготовка поверхностей перед склеиванием

Выполнение предварительной подготовки поверхностей - одно из необходимых условий получения наилучших результатов склеивания Прочность склеивания в значительной мере зависит от адгезии между клеем и соединяемыми поверхностями. Прочность клеевых соединений тем больше, чем тщательнее и полнее производится предварительное очищение рабочей поверхности (рис. 19).

Адгезия усиливается:

• при удалении нежелательных поверхностных пленок после механической очистки или обезжиривания;
• при создании новых активных поверхностей в результате нанесения праймеров;
• при изменении активности поверхности после плазменной обработки металла, коронирующей обработки, протравки металлических поверхностей и тому подобных операций.

При загрязнениях склеиваемых поверхностей адгезия снижается.

Обезжиривание поверхностей перед склейкой

Чтобы получить наилучший результат следует произвести полное удаление масла, смазки, пыли и других остатков грязи с поверхностей, подлежащих склеиванию. Для этой цели можно использовать растворители, испаряющиеся без остатков. В таблице перечислены основные растворители и указаны их очистительные свойства.

В щелочных и кислотных водных системах практически всегда содержатся ингибиторы коррозии. Их остатки на очищенной склеиваемой поверхности, могут снизить адгезию или замедлить процесс полимеризации клея. До использования таких очистителей следует провести предварительные испытания. В каждом случае поверхности необходимо полностью промыть и высушить.

Чистящий раствор: Зависимость  окончательной прочности клеев от концентрации

Чистящий раствор: Зависимость окончательной прочности клеев от позиции сушки (горизонтальной или вертикальной ).

При использовании специальных обезжиривающих ванн на крупных производственных линиях, следует осуществить предварительную чистку поверхностей с сильным загрязнением, чтобы избежать загрязнения ванн. Нередко применяются испаряющиеся очистители. При их использовании раствор подогревается до температуры кипения и испаряется. Контактируя с холодными поверхностями, пар, чистящего состава, конденсируется на них. Образующаяся жидкость удаляет частицы смазки и грязи. Процесс обезжиривания осуществляется с использованием обезжиривающих составов внутри закрытых герметично механизмов.

Как правило, предварительной обработки поверхностей быстродействующими очистителями бывает достаточно. С их помощью происходит удаление масла, смазок, остатков грязи, тем самым поверхность подготавливается для склеивания. Если очистка растворителями осуществляется в дополнение к процессу химического обезжиривания, хороший результат удаления с поверхности грязи достигается путем использования механической обработки с помощью щеток, протирочных тканей.

Механическая обработка поверхностей перед склейкой

На загрязненных металлических поверхностях часто присутствуют окислы, которые обезжириванием не удаляются. Здесь необходимо проводить предварительную механическую обработку: очистку проволочной щеткой, шлифовку или пескоструйную обработку.

Пескоструйную обработку хорошо использовать при очистке больших поверхностей. Достигнутая таким способом шероховатость поверхности положительно влияет на качество склеивания, если песок применяется не очень грубый. Шлифовка также создает хорошую шероховатость поверхности. При этом способе очень важно использовать подходящее зерно шероховатости (для алюминия, например, - 300-600, для стали  - 100). По окончании пескоструйной обработки,  как и после обработки щеткой или шлифовки, с целью полного удаления остатков обработки детали необходимо обезжирить. Перед механической обработкой также необходимо обезжиривать сильно загрязненные детали. Делается это для того, чтобы используемый абразив или песок после себя не оставляли на поверхности твердых частиц. Как показывает практика,

механической предварительной обработки, используемые для создания адекватной прочности склеивания, общедоступны и очень просты.

При склеивании пластмассовых или резиновых деталей, все загрязнения в виде поверхностных пленок, плесневых отложений и вулканизационных пленок также следует предварительно удалить. Для обработки пластмассовых деталей эффективны абразивы из окиси алюминия или чугунных шариков. Резиновые поверхности можно очищать шлифовкой или растворителями.

Протравка поверхностей перед склейкой

При протравке поверхностей применяются химикаты с относительной агрессивностью. В зависимости от типа обрабатываемой поверхности используют сильные щелочи или кислоты. При протравке происходит изменение поверхностной структуры, так как происходит добавление реактивных групп и образование полостей, обеспечивающих пространство для механической фиксации клеевого состава. Результаты подобной обработки будут  напрямую зависеть от типа поверхностей. Использование метода протравки на промышленном уровне ограничивается его дороговизной.

Ионизационная подготовка склеиваемых поверхностей

При ионизационной предподготовке поверхности изменяется ее потенциальная энергия и полярность, как и при влажной химподготовке. От материала изделия, его конфигурации, количества деталей и последовательности их сборки, будет зависеть выбор используемых процессов.

Применение праймеров для подготовки склеиваемых поверхностей

В праймерах обычно содержатся реактивные растворимые химические соединения. Они наносятся кистью или распыляется по поверхности материала. Частицы растворителя, оставшиеся после обработки, можно нейтрализовать. При использовании праймеров определенного типа готовность поверхности для склеивания может быть немедленной, как, например, при использовании полиолефиновых праймеров в цианоакрилатах. Благодаря поверхностным праймерам, склеиваемость поверхности улучшается. Они действуют подобно химическому мостику между клеем и поверхностью. В праймере реагирующая составляющая обычно многофункциональна по отношению к определенному набору реактивных групп, которые вступают в реакцию с рабочей поверхностью, а также с дополнительными клееподобными группами.

x = дополнительный или альтернативный метод

xxx = наиболее подходящий метод

Проверка поверхностей испытанием на смачиваемость

Качество подготовленности поверхности для склеивания можно определить, используя довольно простой метод отталкивания жидкости. На очищенную поверхность наносятся капли чистой воды. Если поверхность очищена недостаточно, то сохраняется сферическая форма капли, следовательно, данную поверхность необходимо повторно очистить. На достаточно чистой склеиваемой поверхности вода растекается.

Метод отталкивания жидкостей нельзя использовать для анодированных магниевых и алюминиевых поверхностей.

Основным преимуществом метода испытания на водоотталкивание является его легкодоступность.

Кроме того, использование данного метода не всегда приемлемо из-за различной жесткости воды, создающей разное поверхностное напряжение. Даже использование дистиллированной воды  в процессе проведения испытаний на водоотталкивание порой не позволяет получить надежных результатов. Следовательно, для особых случаев необходимо пользоваться поверхностно напряженными жидкостями, у которых точно установленным поверхностным напряжением. Следует также учитывать, что проведение испытаний на водоотталкивание позволяет лишь провести проверку подготовленности поверхности, а не возможность склеивания как таковую.

Подготовка поверхности может быть проверена методом "отталкивания воды"