Нередко часто встает вопрос — чем правильно клеить пластмассу? При склеивании пластмассовых деталей часто возникает проблема из-за их низкой поверхностной энергии. Эта статья поможет понять из-за чего это происходит и решить задачу по склейке пластика. Итак, рассмотрим подробно, что представляет собой пластмасса.

Какие бывают пластмассы?

К разряду «пластмасс» относится ряд синтетических материалов. Существует огромное количество формул для классификации этого материала. Разделим эти материалы по трём основным типам:

• Термореактивные (реактопласты);
• Термопластичные (термопласты);
• Эластомерные.

Термореактивные пластмассы – как правило это жёсткие материалы, при нагреве не становятся мягкими. У этих полимеров молекулярные структуры имеют расширенные поперечные связи. Из-за этого, когда нагрев разрушает эти связи, эффект необратим при охлаждении.

Термопластичные пластмассы – эти материалы могут быть мягкими и неопределённо размягчёнными при не слишком большой температуре. Сам термин «термопластик», подразумевает, что при нагреве он становится пластичным. Такие полимеры имеют линейные и разветвлённые молекулярные цепи с малым числом связей.

Эластомерные пластмассы – это такие полимеры, у которых молекулярная структура допускает значительные и обратимые растяжения. У таких материалов между поперечными связями молекулярных цепочек есть небольшая свобода движения. Если эти поперечные связи вытянуты, то полимерные цепочки стремятся выровняться и стать центрированными.

Теперь по склеиванию этих материалов.

Все материалы, которые подлежат склейке, должны отвечать двум следующим условиям:

• Клей должен увлажнять пластмассу, то есть сила поверхностного напряжения материала должна быть большей или такой же, как, поверхностная энергия клея.
• Поверхность пластмассы должна иметь свойства, способствующей адгезии. Иными словами, химическое и физическое взаимодействие при контакте клеящего вещества с поверхностью.

Если одно из этих условий не выполнимо, значит эти пластмассы, зачастую не подходят для склейки. Если не выполняется ни одно условие, значит пластмасса не может быть склеена без предварительной подготовки поверхности.

Основные причины плохого склеивания пластмасс и методы подготовки поверхности к склеиванию.

1. Поверхностный слой существенно влияет на склеивание. Часто характеристики поверхностного слоя заметно отличаются от характеристик внутренних слоёв материала. Причиной этого может быть состав пластмассовой поверхности и/или процесс производства. Слабый поверхностный слой приведёт к низкой прочности склейки независимо от типа клея.

Подготовка поверхности должна включать в себя механическую абразивную очистку с последующей очисткой при помощи растворителей или очистителей, например Loctite SF 7061.

2. Материалы с низким молекулярным весом, входящие в состав пластмассы, также влияют на склеивание. Многие пластмассы содержат компоненты с низким молекулярным весом, например стабилизаторы, нереактивные компоненты, жидкостные остатки, пластификаторы и наполнители. Помимо всего, многие из этих компонентов имеют тенденцию перемещения к поверхности и концентрации на ней. Таким образом, на поверхности формируется неактивный слой, который уменьшает прочность склейки.

Подготовка поверхности должна включать тщательную очистку поверхности при помощи водных, алкалоидных очистителей, например Loctite SF 7063 с последующим применением праймера Loctite SF 770 для цианоакрилатных клеев и Teroson 150 для полиуретановых клеев.

3. Внутренние составы для выема из матриц применяемые с целью облегчения отделения производимых деталей из пресс-формы. Составы примешанные к гранулам в момент изготовления пластмассы для облегчения выемки из матриц описаны как «внутренние» распределены в объёме пластмассы очень глубоко, что зачастую даже механическая обработка поверхности не даёт положительного эффекта при склейке.

Подготовка поверхности должна включать тщательную очистку поверхности при помощи водных, алкалоидных очистителей, например Loctite SF 7063 с последующим применением праймера Loctite SF 770 для цианоакрилатных клеев и Teroson 150 для полиуретановых клеев.

4. Внешние составы для выема деталей также снижают адгезию поверхностного слоя пластмассы. Внешние составы для выемки деталей распыляются в открытую форму. Такие материалы основаны на парафинах, мылах и маслах, например, силиконовое масло. Эти материалы не клеятся в принципе. При обработке пресс-форм этими разделительными смазками они могут обнаружится не только на поверхности, но и также проникать в около поверхностные слои. Механическая обработка грубым абразивом наиболее подходящий способ для таких поверхностей.

Подготовка поверхности может включать механическую очистку абразивом или пескоструйной обработки и промывку с помощью очистителей, например Loctite SF 7063.

Выбор клея для склеивания пластмасс:

Нижеприведённая таблица поможет в выборе типа клея при склеивании пластмасс с основными конструкционными материалами:

① — Цианоакрилатные клеи: для небольших поверхностей, отличная адгезия к большинству материалов;

② — Структурные клеи: одно или двухкомпонентные системы. Для высокопрочного склеивания жёстких деталей;

③ — УФ отверждаемые клеи: для получения прозрачного шва и/или склейки УФ проницаемых материалов;

④ — Эластичные клеи: на основе полиуретана, МС-полимера или силикона. Выдерживающие различные тепловые расширения и вибрацию.

Рекомендации:

При склеивании пластмасс очень важно тщательно подготовить поверхность перед склеиванием.

Также важно правильно обезжирить поверхности перед склеиванием. Очистители, которые больше всего подходят для очистки пластмассовых деталей перед склеиванием — Loctite SF 7063 (универсальный) и Loctite SF 7070 (для пластмасс).

Для малых площадей склеивания лучше всего использовать наборы для полиолефинов Loctite 406/770, Vibra-tite 306/626, которые позволят быстро и надёжно склеить пластиковые детали между собой.

Для эластичного склеивания применяются полиуретановые клеи, например Teroson PU 8597 HMLC совместно с праймером-активатором Teroson PU 8519. А также клеи на основе МС-полимеров, например Teroson MS 939, Zettex MS 60 или Zettex MS 70, при необходимости возможно применение праймера Zettex Z-05.

Для высокопрочного структурного склеивания пластмасс чаще всего используют:

Акриловые: Loctite АА 3038, Vibra-tite 226, Vibra-tite 233 или наборы Loctite AA F246/INI5, Loctite AA 330/7386.

Эпоксидные: Vibra-tite 905, Vibra-tite 910, Loctite ЕА 3425, Loctite ЕА 9466.

Клеи УФ-отверждения используются только при УФ-проницаемости склеиваемого материла. Наиболее распространённые клеи Loctite AA 350, Loctite AA 352, Vibra-tite 250, Vibra-tite 255, Vibra-tite 294.