Учебник

Основные свойства клеёв


Клеи
— это вещества, обладающие свойством при нанесении их тонким слоем между двумя соединяемыми поверхностями образовывать при определенных условиях твердый и прочный слой, удерживающий эти поверхности.

На предприятиях художественных промыслов, а также при изготовлении деревянных художественных изделий применяют клеи животного происхождения (костный, мездровый, казеиновый) и синтетические. Основными свойствами клеев являются следующие.

Прочность клеевого соединения — зависит от величины адгезии (сцепления), которая возникает между склеиваемыми поверхностями и клеевой прослойкой, и от прочности самой клеевой прослойки.

О прочности склеивания можно судить по характеру разрыва двух склеенных образцов: разрыв может произойти по границе между клеем и древесиной (при слабой адгезии), по клеевому шву (низкая прочность клея) или быть смешанным — частично по границе склеивания, частично по клеевому шву, частично с вырывом волокон древесины. В этом случае прочность склеивания достаточно высокая.

Водостойкость — свойство клея не снижать прочности клеевого соединения под действием влаги. Глютиновые клеи водостойкостью не обладают, и под действием воды при влажном воздухе клеевой шов теряет свою прочность. Водостойкость мездрового и костного клеев можно несколько повысить введением в их рабочий раствор щавелевой кислоты. Водостойкость казеинового клея зависит от его сухого состава и повышается при введении медного купороса. Большинство синтетических клеев обладает высокой или абсолютной водостойкостью.

Водостойкость клея определяют путем выдерживания в воде комнатной температуры склеенных образцов древесины в течение 24 ч или вываривания в кипятке в течение 1 ч. Если прочность клеевого шва снижается не более чем на 20—30%, клей считается водостойким.

Биологическая стойкость — это способность клея сопротивляться разложению при воздействии некоторых видов микроорганизмов (бактерий, грибков). Глютиновые клеи, являющиеся питательной средой для многих бактерий и грибков, обладают малой биологической стойкостью. При определенной температуре и влажности они загнивают и теряют частично или полностью свои клеящие свойства. Введение в рабочие растворы клеев антисептиков повышает их грибостойкость.

Несколько большая грибостойкость казеинового клея по сравнению с глютиновыми объясняется наличием в нем едкого натра и медного купороса.

Клеи на основе синтетических смол абсолютно грибостойки.
Жизнеспособность   клея — время, в течение которого рабочий раствор клея годен к употреблению.

Жизнеспособность синтетических клеев различна и зависит от их состава, а также температуры окружающего воздуха.

Время схватывания — время затвердевания клея, зависящее от вида и состава клея, а также условий склеивания (температуры).

Схватываемость животных клеев зависит от температуры склеивания и скорости испарения воды из клеевого шва.

Превращение синтетических клеев в твердое состояние осуществляется в результате тех или иных химических реакций и может быть замедлено или ускорено введением соответствующих химикатов.

Содержание сухого остатка — концентрация сухого клея в растворе, выражается в процентах (по массе) к массе раствора. От концентрации клея зависят: вязкость клея (густота), его способность ложиться слоем определенной толщины, степень смачивания поверхности, прочность склеивания, усадка клеевого шва. Раствор с большим содержанием сухого остатка способен давать наиболее прочные соединения, но требует применения высоких температур и давления при запрессовке склеиваемых деталей. Жидкие растворы отдают много воды древесине, чем вызывают ее увлажнение. Усушка такой древесины связана с опасностью деформации деталей. Высыхание же клеевого шва и окружающей его древесины требует относительно длительного времени.

Вязкость — степень густоты раствора клея. Определяют ее при помощи вискозиметров — приборов, действие которых в большинстве случаев основано на скорости истечения жидкости через отверстие определенных размеров.

Усадка клея — уменьшение объема: при переходе клеевого раствора в твердое состояние. Она обратно пропорциональна содержанию сухого остатка.

Если клеевой шов имеет значительную и неравномерную толщину, усадка может быть настолько большой, что при малой эластичности твердого клея вызовет напряжения, при которых появятся разрывы.

Одностороннее облицовывание шпоном широких деталей вследствие усадки клеевого слоя может вызвать коробление в виде выгиба детали по ширине. В связи с этим швы из клеев, дающих большую усадку, должны быть возможно более тонкими и равномерными по толщине.

При выборе клея для изготовления художественных изделий необходимо учитывать также такие свойства, как не токсичность клея и его соединений, отсутствие нежелательных реакций со склеиваемыми материалами, близкий к древесине цветовой тон; низкая стоимость клея, способность легко наноситься на поверхности.

 СИНТЕТИЧЕСКИЕ КЛЕИ

В зависимости от того, как происходит процесс склеивания, синтетические клеи подразделяют на три основные группы: термореактивные, термопластичные и дисперсионные.

Процесс склеивания (отверждения клея) у термореактивных клеев происходит в результате химических взаимодействий между компонентами клея под действием теплоты. У термопластичных клеев процесс склеивания осуществляется благодаря плавлению и отверждению клея, без химических реакций. Дисперсионные клеи переходят в твердое состояние и склеивают при удалении из них жидкой фазы.

В производстве изделий для склеивания древесины с другими материалами (металлом, керамикой, пластмассами и др.) используют эпоксидные, полиэфирные и полиуретановые клеи. Они обеспечивают высокую прочность при склеивании различных материалов, водостойки, могут быть жесткими или пластичными (при добавлении соответствующих компонентов).

Термопластичные и дисперсионные клеи.

 Термопластичные клеи выпускают в виде порошка, гранул или нити. При нагревании они переходят в жидкую и клейкую массу, которая при охлаждении в тонком слое быстро переходит в твердое состояние. Клей-расплав в виде гранул применяют в мебельном производстве для облицовывания кромок щитовых деталей. Температура плавления клея от 175 до 200°С, продолжительность отверждения 3—5 с. Клеи-расплавы с более длительным отверждением (до 40 с) используют для крепления конструкционных и декоративных деталей мебели.

Клеевая нить — разновидность клея-расплава, армированного стеклянной нитью. Она предназначена для склеивания полос шпона по кромке на ребросклеивающих станках.

Клеи-расплавы используют главным образом в массовом производстве мебели, так как они требуют применения специального оборудования, оснащенного устройствами для плавления и нанесения клея.