Теоретические подходы к проведению экспертизы синтетических клеящих средств

Карбамидные клеи получают на основе мочевино- и (или) меламино-формальдегидных смол. Могут содержать отвердители (карбоновые или минеральные кислоты), наполнители (активные – мука злаков, крахмал, производные целлюлозы; инертные-древесная мука, гипс), пластификаторы (диэтиленгликоль, резорцин), хлоропреновые латексы, термопласты, напр, поливинилацетат, полиметилметакрилат. Готовят клеи растворением порошкообразных смол в воде с последующим  смешением их водных растворов с другими ингредиентами. Отверждаются при комнатной температуре  или в горячих прессах при 100-120°С.   
Применяют их в столярных работах, производстве мебели, фанеры, макетов и изделий из древесины. Достоинствами карбамидных клеев является  низкая стоимость, хорошая прочность склейки и  малая заметность (на дереве)  клеевого шва.

Кремнийорганические клеи получают на основе кремнийорганических полимеров. Могут содержать:

• отвердитель (обычно органические пероксиды, амины, щелочи),
• эпоксидные олигомеры,
• каучуки и другие органические полимеры, повышающие эластичность и прочность клеевой прослойки,
• полиорганометаллосилоксаны, улучшающие термостойкость,
• эластичность и адгезию,
• наполнитель (асбест, BN, Cr₂О₃, ZnO и др.),
• растворитель (этилацетат, спирт, толуол и др.).

 Отверждаются в течение 2-3 ч при 150-270 ⁰С, с помощью силазанов – при комнатной температуре. Применяют для склеивания металлов, теплостойких неметаллических изделий.

Полиэфирные клеи  получают на основе ненасыщенных сложных полиэфиров –  олигоэфиракрилатов и (или) полиэтиленгликольмалеинатов, олигокарбонатакрилатов. Могут содержать наполнитель (стекловолокно, SiO2, тальк, цемент) – мономеры (стирол, винилацетат, метилметакрилат, акриловая кислота, амиды ненасыщенных  карбоновых кислот), полифункциональные соединения, (аллиловые эфиры дикарбоновых кислот, триаллилцианурат), эпоксидные смолы, полиизоцианаты, загуститель (насыщенные полиэфиры). Их отверждают в присутствии инициатора, а в некоторых случаях и ускорителя. Применяют для склеивания полиэфирных стеклопластиков, термопластов, металлов, древесины, в производстве оптических изделий, мебели, машиностроении.

Одно упаковочные композиции на основе олигоэфир- или олигокарбонатакрилатов со строго определенным соотношением инициатора, ускорителя (аминов, амидов) и ингибитора (фенолов) называются  анаэробными клеями. Их можно хранить на воздухе.

Акрилатные клеи  получают на основе мономеров – акрилатов, цианакрилатов, реже их форполимеров и полимеров. Могут содержать наполнители (кварцевая мука), пластификаторы (дибутилфталат, трифенилфосфат), модифицирующие добавки (синтетическиме смолы, каучуки, мономеры). 

Цианакрилатные клеи содержат также ингибитор полимеризации (гидрохинон). Склеивание происходит при 20-100°С или под действием УФ лучей. Применяют для склеивания органических и силикатных стекол, пластмасс, металлов; цианакрилатные клеи – в производстве изделий, требующих быстрой сборки, в приборостроении, электронике и оптике; для присоединения тензорезисторов, соединения живых тканей в медицине, заливки трещин в металлических деталях.

Полиимидные клеи  получают на основе полиамидокислот, олигоимидокислот, олигоимидов либо исходных соединений для их синтеза, превращающихся при отверждении в полиимиды. Могут содержать наполнители (алюминиевая пудра, асбест, стекловолокно), эластификаторы (каучуки) и термостабилизаторы. Выпускаются в виде вязких растворов. Отверждаются при 150-450°С и давлении 1-1,5 МПа в течение нескольких ч. Применяют в авиации и космической технике при сборке силовых конструкций из Ti, Be, легирированных сталей, термостойких неметаллических материалов, например, графита, керамики, стеклопластиков. 

2.3. Свойства и  виды термопластичные клеев

Термопластические клеи - их химическая структура при склеивании не изменяется. Они затвердевают в результате удаления растворителя (клеи-растворы) или застывания расплава (клеи-расплавы, или термоплавкие клеи).

Полиакриловые клеи  получают на основе полимеров акрилатов,  метакрилатов и  их сополимеров. Могут содержать наполнители, пластификаторы, полимеры (нитроцеллюлозы, канифоль, сополимер винилхлорида с винилацетатом).  Применяют для склеивания стекол, термопластов, бумаги, тканей, в производстве тары .

Полиамидные клеи  получают на основе полиамидов. Выпускают   в   виде   жидкостей   или   твердых  материалов (порошки, прутки, пленки и др.). Могут содержать растворители (спирты, вода, фенолы), пластификаторы ( глицерин, касторовое масло), наполнители (порошки оксидов металлов, волокна). Применяют в машиностроении и приборостроении для соединения металлов между собой, а также с неметаллами, в производстве бумажной и картонной упаковки, для переплета книг, альбомов.

Поливинилацетальные  клеи  получают на основе поливинилацеталей. Могут содержать пластификаторы, модификаторы, повышающие теплостойкость. Применяют для изготовления многослойных стекол, в производстве одежды.

Поливинилацетатные  клеи  – 25-70% растворы поливинилацетата  в спиртах, кетонах, эфирах, метиленхлориде, и его водные дисперсии (содержание полимера 35-60%). Выпускают в виде вязких жидкостей или паст. Обладают, хорошей адгезией, дешевы, водные дисперсии негорючие и безвредны. Клеевые прослойки работоспособны  до 40°С, топливо-, масло- и атмосферостойкие, но имеют низкую водостойкость. Применяют для склеивания бумаги, пластмасс, древесины  тканей, кожи, металлов.

Поливинилхлоридные  клеи  получают на основе ПВХ, хлорированного ПВХ или сополимеров винилхлорида  с винилацетатом и др. мономерами.  Выпускают в виде растворов в кетонах, хлорированных углеводородах, эфирах, ТГФ или дисперсии в пластификаторах.  Концентрация клеев-растворов составляет 10-30%, пластизольных клеев – не  менее  90%. Клеевые прослойки стойки к действию агрессивных сред, отличаются  высокой прочностью.  Применяют для склеивания натуральных и искусств, кож, замши, тканей, древесины.

Полиолефиновые  клеи  получают на основе гомо полимеров и  сополимеров этилена или полиизобутилена. Выпускают в виде гранул, пленок, лент, шнуров, порошка, волокон.  А полиизобутиленовый клей – в виде растворов в бензине. Полиэтиленовыми клеями соединяют по технологии склеивания клеями-расплавами при 200-210°С, полиизобутиленовыми по технологии склеивания контактными клеями. Наибольшее распространение получили клеи на основе сополимеров этилена с винилацетатом (склеивают при 110-140°С в течение  15 сек). Применяют для соединения текстильных материалов в швейном производстве, при изготовлении упаковочных материалов, в производстве обуви, липких лент и др.

Полиэфирные клеи  получают на основе насыщенных сложных полиэфиров. Склеивают по технологии склеивания клеями-расплавами. Клеевые прослойки водостойки и атмосферостойкие, работоспособны от - 60 до + 150°С. Применяют для склеивания пленок и тканей п полиэтилентерефталата, а также др. термопластов

 

 

Раздел 3. Методология  проведения экспертизы синтетических клеящих средств

3.1. Выбор номенклатуры показателей для проведения экспертизы

Выбор номенклатуры показателей  для экспертизы синтетических клеящих  средств по качеству определяется экспертом  по ГОСТу 30535-97 «Клеи полимерные. Номенклатура показателей»

Номенклатура показателей  качества клеев приведена в разделе 3, таблица 1.

Таблица 1. Номенклатура показателей  качества клеев

Наименование показателя	Обозначение	Единица измерения
1 Показатели состава
1.1 Внешний вид и цвет	-	-
1.2 Плотность	ρ	г/см3
1.3 Массовая доля нелетучих веществ	-	%
1.4 Массовая доля воды	-	%
1.5 Массовая доля функциональных  групп и остатков, не прореагировавшихмономеров	-	%
1.6 Водородный показатель	рН	-
1.7 Показатель вязкости:
— условной по вискозиметру ВЗ-246	-	С
— условной по стандартной кружке ВМС	-	С
— условной по методу «круга»	-	-
— условной по шариковому вискозиметру	-	С
— кажущейся по вискозиметру Брук-фильда	-	Па×с
— динамической по ротационному вискозиметру Реотест	η	Па×с
2 Показатели технологичности
2.1 Показатель текучести расплава	ПТР	г/10 мин
2.2 Толщина клеевого слоя	-	Мкм
2.3 Жизнеспособность клея	-	Ч
2.4 Режим отвердения:
— температура	-	°С
— время	-	Ч
— давление	-	Мпа
2.5 Модуль сдвига клея в клеевом соединении	G	Мпа
2.6 Твердость отвержденного клея	Н	Мпа
2.7 Ударная вязкость отвержденного клея	λ	кДж/м2
2.8 Усадка	-	%
2.9 Водопоглощение	-	%
2.10 Относительное удлинение клеевой  пленки	-	%
3 Показатели назначения
3.1 Прочностные показатели клеевого  соединения
3.1.1 Прочность при расслаивании	Прас	кН/м
3.1.2 Прочность при отслаивании	Потсл	кН/м
3.1.3 Прочность при сдвиге	τ	Мпа
3.1.4 Прочность при отрыве	σотр	Мпа
3.1.5 Прочность при неравномерном  отрыве при изгибе	Пн.отр	Мпа
3.1.6 Прочность при скалывании	-	Мпа
3.1.7 Прочность при раскалывании	-	Мпа
3.1.8 Прочность при неравномерном  отрыве (для облицованных деталейи изделий из древесины и древесных материалов)	q	кН/м
3.2 Эксплуатационные показатели клеевого шва
3.2.1 Удельное объемное электрическое  сопротивление	ρv	Ом×см
3.2.2 Электрическая прочность	Епр	кВ/мм
3.2.3 Тангенс угла диэлектрических  потерь	tgδ	-
3.2.4 Диэлектрическая проницаемость	ε	-
3.2.5 Теплопроводность	λ	Вт/(м×К)
3.2.6 Коэффициент линейного теплового  расширения	-	1/град
3.2.7 Показатель преломления	-	-
3.2.8 Спектральный коэффициент светопропускания	-	%
3.2.9 Теплостойкость	-	°С
3.2.10 Морозостойкость	-	°С
3.2.11 Ремонтопригодность	-	-
3.2.12 Эластичность клеевой пленки  при изгибе	-	Мм
4 Показатели надежности и долговечности
4.1 Коррозионная агрессивность	-	-
4.2 Выносливость при сдвиге	-	-
4.3 Длительная прочность при  сдвиге	σ	Мпа
4.4 Водостойкость	-	%
4.5 Стойкость к различным агрессивным средам	-	%
4.6 Атмосферостойкость	-	%
4.7 Грибоустойчивость	-	Балл
4.8 Интервал рабочих температур	ΔТ	°С
4.9 Гарантийный срок хранения клея	-	Мес
4.10 Срок службы клеевого соединения		Лет
4.11 Сохранение свойств в процессе эксплуатации	-	%
5 Показатели безопасности
5.1 Предельно допустимые концентрации  вредных веществ в воздухерабочей зоны	-	мг/м3
5.2 Безопасность воздействия на кожный покров человека	-	-
5.3 Класс опасности	-	-
5.4 Горючесть	-	-
5.5 Температура вспышки	tвс	°С
5.6 Температура воспламенения	tвос	°С
5.7 Температура самовоспламенения	tс.восп	°С
5.8 Самозатухаемость	-	-
5.9 Кислородный индекс	-	-

 

Для всех изделий при экспертизе по качеству и количеству проверяется  маркировка на изделии, потребительской  таре и групповой упаковке, транспортная маркировка и упаковка.

При необходимости экспертиза может проводиться по всем выше перечисленным  показателям. 

В данном случае  экспертиза будет проводиться по следующим  показателям:

- Прочность при расслаивании;

- Прочность при отслаивании;

3.2. Установление объемов выборки для проведения экспертизы

Объем выборки устанавливается  по ГОСТу 9980.1. «Материалы лакокрасочные. Правила приемки».

Согласно пункту 4 объем выборки лакокрасочного материала, упакованного в поддоны-резервуары, контейнеры-цистерны, специализированные мягкие контейнеры, а также в транспортную тару, не сформированную в транспортный пакет (бочки, барабаны, фляги, мешки), устанавливают в соответствии с табл.1.

Таблица 1

Число поддонов-резервуаров, контейнеров-цистерн, мягких контейнеров, транспортной тары в партии, шт.	Объем выборки, шт.
1 – 2	Все
3 – 8	2
9 – 25	3
26 – 100	5
101 – 500	8
Св. 500	13

Согласно пункту 5 объем  выборки лакокрасочного материала, упакованного в транспортную тару (бочки, барабаны, фляги, мешки), потребительскую  тару (металлические банки) и оформленного в транспортный пакет, а также  упакованного в потребительскую  тару, помещенную в ящичные поддоны, тару-оборудование, ящики или упакованную  в групповую упаковку, устанавливается  в соответствии с     табл. 2.

Таблица 2

Число транспортных пакетов, ящичных поддонов, тары-оборудования, ящиков, групповых упаковок в партии, шт.	Объем выборки, шт.
2 – 10	2
11 – 20	3
21 – 35	4
36 – 50	5
51 – 70	6
71 – 90	7
91 – 125	8
126 – 160	9
Св. 160	10

Согласно пункту 11 при получении неудовлетворительных результатов испытаний материалов хотя бы по одному из показателей проводят повторную проверку этого показателя на удвоенной выборке или удвоенном объеме пробы при транспортировании в железнодорожных и автоцистернах.

Результаты повторной  проверки распространяются на всю партию.

Определяем условный объем партии и объем выборки.

Синтетические клеящие средства упакованы в специализированные мягкие контейнеры, не сформированные в транспортный пакет (бочки, барабаны, фляги, мешки). Количество специализированных мягких контейнеров в партии составляет 50шт. Следовательно, объем выборки  устанавливаем в соответствии с табл.1., что составляет 5штук.

3.3.   Экспертиза  качества синтетических клеящих  средств

В соответствии с выбранной  номенклатурой показателей (прочность  при расслаивании и отслаивании) и установленным объемом выборки (5 штук) проводим экспертизу синтетических  клеящих средств.

В ходе проведения экспертизы нам необходим ГОСТ 28966.1-91 «Методы определения прочности при расслаивании и отслаивании»

1) МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

Образец, предназначенный  для испытания, представляет собой  две склеенные между собой  мягкие подложки.

Мягкие подложки - гибкие пленочные материалы с модулем  упругости от 10^-2 до 10² МПа и толщиной от 10 до 1000 мкм: поливинилхлорид, полиэтилен, армированный полиэтилен, полипропилен, полиэтилентерефталат, полиуретан, целлофан, фторопласт, бумага, фольга и др.

Заготовки мягких подложек вырубают или вырезают из материалов, отвечающих требованиям, указанным  в нормативно-технической документации на них.

Полимерный клей должен отвечать требованиям, указанным в нормативно-технической  документации на него.

Общий вид и размеры  подложек и образца для испытания  приведены на чертеже 1.        

Чертеж 1.   а - подложка; б - образец для испытания; 1 - площадь склеивания; 2 - захват

 

Мягкая подложка должна иметь  гладкую, ровную, без повреждений  поверхность, без вмятин, сколов, трещин и видимых дефектов.

На подготовленные поверхности  подложки наносят полимерный клей. Подготовку поверхности к склеиванию, количество полимерного клея, наносимого на поверхности подложки, продолжительность  хранения, способ нанесения, условия  сушки подложки устанавливают в  нормативно-технической документации на полимерный клей.