Полимерные клеи и мастики » Строительный вестник ❘ The Construction bulletin
Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Полимерные клеи и мастики

Полимерные клеи и мастики



Полимерные клеи в строительстве используют для соединения конструкционных материалов и отдельных деталей сборных изделий (балки, оконные блоки, стеновые и кровельные панели, щитовые двери и т.п.). Их применяют также при отделке зданий современными декоративноотделочными материалами, для монтажа и ремонта санитарно-технических систем и др. Мастики отличаются от клеев повышенной вязкостью и значительным содержанием наполнителей. В зависимости от области применения мастик в строительстве их разделяют на склеивающие, гидроизоляционные, герметизирующие, шпаклевочные и футеровочные.
Склеивание материалов основано на адгезии - способности к прилипанию двух разнородных жидких или твердых тел в результате межмолекулярного взаимодействия. При контакте двух тел возникают молекулярные силы трех видов: дисперсионные, индукционные и электростатические. Дисперсионные силы являются результатом взаимной поляризации молекул за счет непрерывного движения электронов; индукционные возникают в результате образования наведенных диполей, а электростатические являются результатом взаимодействия полярных молекул. Особым видом электростатической связи является водородная связь, устанавливаемая водородом между двумя электроотрицательными атомами. Энергия водородной связи обычно больше энергии других видов связей, возникающих при межмолекулярном взаимодействии, но меньше энергии химических валентных связей.
Кроме адсорбционной теории, рассматривающей образование связи между клеящим веществом (адгезивом) и склеиваемым материалом (субстратом) как результат действия межмолекулярных сил, предложены также электрическая (Б.В. Дерягин, Н.А. Кротова) и диффузионная (С.А. Воюцкий) теории адгезии. В основе первой лежат представления о двойном электрическом слое, образующемся при тесном контакте двух поверхностей, второй - диффузия цепных молекул или их участков.
Для объяснения адгезии полимеров к металлам предложена химическая теория, основанная на образовании между адгезивом и субстратом химических связей. Ни одна из теорий в отдельности не может объяснить все многообразие явлений, возникающих при склеивании и их рационально рассматривать в комплексе.
Силы адгезии проявляются лишь при максимальном сближении двух тел. Необходимым условием склеивания является также способность клея хорошо смачивать твердые поверхности. Полнота смачивания зависит от вязкости клея, прилагаемого давления и состояния поверхности.
Наряду с адгезией склеивание двух тел характеризуется когезией, определяющей прочность самой клеевой прослойки. Адгезионные и когезионные свойства высокомолекулярных соединений зависят от их структуры, химического состава и молекулярной массы (рис. 14.23, 14.24). Установлено, в частности, положительное влияние на клеящие свойства полимеров наличие функциональных групп с высокими значениями энергии когезии (табл. 14.12). Существенное влияние на прочность склеивания оказывает толщина клеевой прослойки (рис. 14.27).
Полимерные клеи и мастики

Хорошими клеящими свойствами обладают феноло- и мочевино-формальдегидные полимеры, эпоксисоединения, карбоксилсодержащие эластомеры, другие соединения, содержащие функциональные группы с высокими значениями энергии когезии.
Полимеры с высокой молекулярной массой плохо растворимы, имеют слишком высокую температуру плавления и, обладая хорошей когезией, не имеют, как правило, удовлетворительных адгезионных свойств. Для каждого класса полимеров имеются некоторые оптимальные значения степени полимеризации (или поликонденсации), при которых наблюдаются лучшие адгезионные свойства наряду с достаточно хорошей когезионной прочностью. Например, лучшие клеящие свойства для эпоксидных полимеров установлены при молекулярной массе 600-1100, поливинилацетата 5000-17000, полиамида 12500-25000.
На процесс склеивания и выбор клея влияет природа склеиваемых материалов. В большинстве случаев действует известное эмпирическое правило - полярные материалы требуют применения полярных клеев и наоборот.
Полимерные клеи и мастики

Полимерные клеи классифицируют по способности склеивать те или другие материалы, воспринимать нагрузки, способу отверждения, стойкости к действию температуры и воды. Наиболее приемлемой является классификация клеев по химической природе и свойствам полимерных связующих. В основе этой классификации лежит разделение клеев по химической природе и свойствам полимерных связующих. Полимерные клеи разделяют на три группы:
1) на основе термопластических полимеров;
2) на основе термореактивных полимеров;
3) на основе эластомеров - каучукообразных полимеров.
Из термопластичных полимеров для получения клеев нашли применение полиамиды, поливинилацетат, перхлорвинил, полиакрилаты, полиизобутилен. Клеевые соединения на основе термопластичных полимеров характеризуются сравнительно невысокой теплостойкостью, ползучестью под нагрузкой и используются в основном для несиловых соединений неметаллических материалов.
Из термореактивных полимеров для синтетических клеев наибольшее распространение получили эпоксидные, фенолоформальдегидные, полиэфирные, полиуретановые, кремнийорганические и фуриловые смолы. Ряд клеев на основе термореактивных полимеров образует прочные и теплостойкие соединения, которые можно применять в силовых конструкциях как из металлов, так и неметаллических материалов. Клеящие свойства термореактивных полимеров существенно зависят от вида и содержания отвердителей (рис. 14.26, 14.27).
Полимерные клеи и мастики

Состав и свойства некоторых характерных клеев на основе термопластичных и термореактивных полимеров приведен в табл. 14.13.
Каучуковые клеи дают эластичные клеевые соединения, хорошо сопротивляющиеся ударным нагрузкам, вибрации, действию воды и масел. Для их получения используют растворы каучука или смесей каучука и синтетических смол в органических растворителях.
Полимерные клеи и мастики

Кроме основного компонента - синтетического полимера - в состав клеев могут вводиться наполнители в виде тонкодисперсных или волокнистых минеральных и органических веществ. Наполнители вступают в контакт с функциональными группами полимеров, адсорбирующихся на их поверхности и образующих тончайшие оболочки с упорядоченной структурой макромолекул. Введение наполнителей позволяет компенсировать внутренние напряжения в клеевых прослойках, уменьшить их усадку, регулировать вязкость, электро- и теплопроводность и уменьшить стоимость клеев. Из природных минеральных наполнителей наиболее часто применяют кварцевые пески и мел. Эффективными искусственными наполнителями являются алюминиевая пудра и портландцемент. В качестве наполнителей применяют также тонкомолотый каменный уголь, древесную муку и др.
Полимерные клеи и мастики

В состав клеевых композиций при необходимости вводят также растворители, пластификаторы, отвердители, вулканизующие агенты, ингибиторы и стабилизаторы. В качестве растворителей клеев обычно применяют ацетон, этиловый спирт, метиленхлорид, дихлорэтан, уайт-спирит и другие органические вещества. Поскольку наличие растворителя приводит к порообразованию при отвердевании, снижению прочности и герметичности клеевой прослойки, его содержание в клеевых составах принимается минимально возможным.
При значительном содержании наполнителей и повышенной вязкости клеевые композиции относят к мастикам. Если расход клеев составляет 0,1-0,4 кг/м2, то расход склеивающих мастик составляет 1-1,5 кг/м2. В зависимости от температуры при применении мастики делят на горячие и холодные.
Из склеивающих мастик получили распространение мастики на основе инден-кумароновых, эпоксидных, полиэфирных, фуриловых и других полимеров. Применяют также мастики на основе битумнополимерных связующих.
Для заделки стыков строительных конструкций, плит дорожных и аэродромных покрытий, труб, уплотнения швов резервуаров и других сооружений применяют герметизирующие мастики (рис. 14.28).
Полимерные клеи и мастики

Качество герметизирующих мастик (герметиков) зависит от их адгезионной способности, проницаемости, стойкости к агрессивным факторам окружающей среды, относительного удлинения. Мастичные герметики выпускают трех видов: нетвердеющие, холодного и горячего отверждения. Из нетвердеющих герметиков распространены мастики на основе полиизобутилена. В жидкоэластичную фазу мастик входит полиизобутилен, регенерированная резина, минеральное масло, в твердую - тонкомолотый каменный уголь и другие наполнители. Из герметизирующих мастик холодного отверждения распространены мастики на основе тиоколов (полисульфидных каучуков). Их поставляют обычно в виде отдельных составных частей - герметизирующей и вулканизирующей паст и ускорителя. После смешивания компонентов в требуемой пропорции мастики вулканизируются и превращаются в резиноподобный материал. К мастикам горячего отверждения относятся бутилкаучуковые, силиконовые, эпоксидные, битумно-полимерные мастики.
Для лучшего заполнения зазоров и сохранения теплозащитных свойств ограждений наряду с обычными применяют вспенивающиеся и расширяющиеся герметики.
Шпаклевочные мастики применяют для выравнивания и устранения дефектов (трещин, раковин, пор) в поверхностях конструкционных материалов, предназначенных для отделки. Мастики этого вида, кроме необходимых адгезионных свойств, должны обладать способностью хорошо заполнять зазоры, не давать усадку при отверждении, образовывать ровную твердую поверхность, обладающую необходимым сцеплением с материалами последующей отделки. Лучшим полимерным связующим для шпаклевочных мастик являются эпоксидные смолы. Повышенной теплостойкостью (до 180°С) по сравнению с эпоксидными обладают полиуретановые мастики. Для выравнивания бетонных и деревянных поверхностей под окраску применяют перхлорвиниловые, глифталевые и другие мастики.
Для защиты химических емкостей, аппаратов, трубопроводов, стен и полов в условиях воздействия агрессивных сред применяют антикоррозионные и футеровочные мастики. Состав таких мастик выбирается с учетом конкретных условий работы защищаемого объекта, особенностей агрессивной среды.
Добавлено Serxio 24-02-2016, 06:31 Просмотров: 2 677
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent