Материаловедение: конспект лекций - Виктор Алексеев

Натяжные пленочные потолки применяются при отделке квартир, офисов, баров, ресторанов, бассейнов и т. д.

Потолки, изготовленные на основе стекловолокна, обладают хорошим звукопоглощением, при этом уменьшается эффект эха, поэтому они применяются для отделки больших помещений – залов для совещаний, спортивных, торговых и т. д.

Самый популярный отделочный материал – обои разнообразных видов – вспененные, виниловые, шелкография, дуплексные и простые обои – бумажные. Новинка последних лет – тонкие пластинки стекловидной глазури с многоцветным рисунком и самоклеящейся основой – применяется для облицовки стен. Материал этот получил название «онлиглас», выпускается испанской фирмой «Трес Эстилос».

ЛЕКЦИЯ № 15. Клеи

1. Классификация клеев и требования к ним

В различных отраслях хозяйства широко применяются различные клеевые материалы, которые изготавливаются на основе природных (натуральных) или синтетических клеящих веществ.

Природные клеи подразделяются на клеи животного, растительного и минерального происхождения. Исходными материалами для клеев животного происхождения являются: ткани, кости, кровь и молоко животных. Из указанного сырья получают клеи глютиновые, казеиновые, альбуминовые. Сырьем для клеев растительного происхождения являются: белок семян бобовых растений, крахмал, природные смолы, каучук, декстрин. Клеи минеральные – силикатные, асфальтовые, битумные. Синтетические смолы являются исходным сырьем для получения синтетических клеев. Синтетические клеи представляют собой растворы природных модифицированных или синтетических полимеров в воде или спирте.

По реактивной способности клеи подразделяются на термореактивные, термопластичные и дисперсионные.

В свою очередь термореактивные клеи разделяются на: меламиновые, эпоксидные, резольные, полиуретановые, полиэфирные, карбамидо—формальдегидные, феноло—формаль—дегидные.

К термопластичным клеям относятся: мездровый, костный, клеи—расплавы, нитроцеллюлозные, поливинилацетат—ные, поливинилхлоридные и др.

Каучуковые клеи выделены в самостоятельный класс клеящих материалов. К ним относятся латексные и резиновые клеи.

Клеи широко применяются в мебельном производстве, при изготовлении обуви и в строительстве. В строительстве применяют клеи для крепления различных отделочных материалов, для строительных конструкций. Различные клеи применяются в авиа—и автомобилестроении, при отделке пассажирских железнодорожных вагонов и метро.

Клеи бывают однокомпонентными, поставляемыми в готовом виде, и многокомпонентными, которые приготавливаются в основном на месте потребления (в частности, эпоксидный клей). Клеящие материалы подразделяются в зависимости от склеиваемых материалов: обувные – для склеивания кожи, резины, кожзаменителей; для склеивания металлов и неметаллов; тканей теплоизоляции и приклеивания их к другим материалам; полимеров, для склеивания древесины, при изготовлении фанеры и т. д.

Ко всем клеям предъявляются следующие требования: обеспечение высокой прочности клеевых соединений; высокая стабильность и жизнеспособность при хранении; высокая влаго-, водостойкость; нетоксичность; сохранение механической прочности во времени.

В мебельном производстве прочность клеевого соединения определяется испытанием клеевого шва при скалывании В соответствии с техническими условиями на изготовление мебели клеевые материалы должны обеспечивать предел прочности на скалывание по клеевому слою в сухом состоянии при облицовывании не менее 1 МПа, в остальных случаях – не менее 2 МПа.

Водостойкость клеев – самое главное требование, предъявляемое практически ко всем клеям. По этому показателю клеи делятся на водостойкие, повышенной водостойкости, ограниченно водостойкие и неводостойкие. Водостойкие клеи в основном синтетические, ограниченно водостойкие – казеиновые, неводостойкие – глютиновые.

2. Синтетические термореактивные клеи

Синтетические термореактивные клеи отверждаются в результате реакций поликонденсации или полимеризации в условиях относительно высокой температуры (в пределах до +100 °C) в большинстве случаев.

В деревообрабатывающей промышленности и мебельном производстве широко используются карбамидоформальдегидные клеи горячего склеивания следующих марок: КФ—Ж в мебельном производстве; аналогичные клеи КФ—Б (отверждение при +100 °C в течение 25–40 с), импортный карбами—доформальдегидный клей «Клейберит 871» производства германской фирмы Kleiberit горячего прессования для склеивания фанеры и облицовывания пластей. К клеям горячего отверждения относятся клеи марок: ВК–32–ЭМ, Д–15, Д–23, Д–43, которые применяются для склеивания металлов и сте—клопакетов.

В мебельном производстве и строительстве используются такие синтетические термореактивные клеи, как феноло—формальдегидные и резорцинформальдегидные. Эти клеи применяются в режиме холодного или теплого отверждения с температурой нагрева +60–80 °C.

К ним относятся клеи марок СФЖ, ФР–12, ФР–100, ДФК–1АМ и др. Перечисленные клеи применяются в мебельном производстве при склеивании древесины с металлами и пластмассами, в строительстве при изготовлении дверей, оконных блоков и т. д.; время отверждения их при температуре +20 °C – от 5 до 25 ч.

Широко применяются в различных отраслях промышленности фенолполивинилацетатные клеи БФ–2, БФ–4, БФ–6: БФ–2 и БФ–4 склеивают древесину, полистирол, металлы, стекло, керамику.

Большим спросом у разных потребителей пользуются фенолоэпоксидные клеи марок ФЭ–10 и ФР–10, которые применяются для склеивания металлов, различных пластмасс и других материалов в конструкциях, работающих при температурах до +250 °C. Высокую прочность склеивания, влаго—и химическую стойкость обеспечивают эпоксидные клеи, изготовляющиеся на основе диановых смол, ЭД–20, ЭД–22, ЭД–16 и Э–40; а также клеи марок К–160, К–176 на основе модифицированной эпоксидной смолы, которые применяются для склеивания пластмасс; наклеивания деревянных и пластмассовых элементов на лакированные поверхности.

На основе модифицированной эпоксидной смолы изготавливаются клеи ПЭД, ПЭД–6, применяющиеся для склеивания древесины с пластмассами, крепления поливинилхло—ридного пластика к поверхности строительных конструкций из металла и железобетона.

Промышленность России выпускает высококачественные полиуретановые клеи марок ПУ–2, ПУ–2М, ПУ—УВ, ВК–5 ВК–11, которые применяются при склеивании стекла, керамики, древесины, металлов, армированных пластиков, различных полимерных материалов.

Германская фирма Kleiberit изготавливает клей ПУ–501, имеющий высокий спрос благодаря максимальной эффективности при склеивании минеральных строительных плит, керамических материалов, слоистого склеивания древесины и т. д. Этой же фирмой выпускается двухкомпонентный по—лиуретановый клей ПУ для мембранного прессования, при этом он обладает повышенной термостойкостью, влаго—и па—ростойкостью.

3. Синтетические термопластичные клеи

Так же как и термореактивные клеи, в различных отраслях хозяйства, включая строительство и мебельное производство, повсеместно применяются синтетические термопластичные клеи, которые используются в виде дисперсий, растворов и клеев—расплавов: при склеивании пенополистирола, деревянных деталей с пенополивинилхлоридом; при производстве всех видов отделочных работ.

Отличие термопластичных клеев от термореактивных состоит в том, что они сохраняют в клеевом строе линейное строение цепей макромолекул, и склеивание осуществляется без химических реакций.

Термопластичные клеи подразделяются на поливинилаце—татные, клеи—расплавы, поливинилхлоридные, метинолпо—лиамидные, полиметилметакрилатные, нитроцеллюлозные Недостатком этих клеев является их низкая теплостойкость – при температуре +40 °C они начинают размягчаться, а при +60–70 °C прочность клеевого соединения резко уменьшается. Поливинилацетатный клей в виде дисперсий выпускается под следующими марками: ПВА, Д 50 Н, Д 5 °C, Д 50 В и др. Самый распространенный клей ПВА, который используется в мебельном производстве и быту для приклеивания пленочных отделочных материалов к различным поверхностям, клеит деревянные изделия, бумагу, картон, стекло, фарфор, кожу и т. д.

На протяжении многих лет в строительстве и быту используется в больших объемах такой синтетический клей, как КМЦ – натрий—карбоксиметилцеллюлоза техническая, натриевая соль целлюлозногликолиевой кислоты, получаемая при взаимодействии щелочной целлюлозы с монохло—рацетатом натрия или монохлоруксусной кислотой, т. е. КМЦ – продукт химической переработки древесной целлюлозы. Преимущества КМЦ, используемой в качестве связующего материала, следующие: хорошо смешивается с пигментами, не изменяет их цвета, а также с крахмалом, декстрином; эмульгирует олифу и некоторые лаки; обладает биологической стойкостью (почти не загнивает).