УДК629.331.1.078
ИССЛЕДОВАНИЕ АДГЕЗИОННЫХ СВОЙСТВ КЛЕЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ОТРЫВЕ
1, 2
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»1
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»2
В статье рассмотрены клеевых материалы для восстановления элементов автомобиля. Представлена методика экспериментальных исследований адгезионных свойств при отрыве. Поставлена задача проанализировать полученные результаты экспериментальных исследований.
Ключевые слова: клеевые материалы, экспериментальные исследования при отрыве, результаты исследований.
STUDY THE ADHESIVE PROPERTIES OF THE ADHESIVE MATERIAL IN THE SEPARATION
Rodionov Yu. V.1, Petrenko V. O.2
The Federal State Educational Institutional of Higher Education «Penza state University of architecture and construction»1
The Federal State Educational Institutional of Higher Education «Penza state University of architecture and construction»2
In the article the adhesive materials recovery elements of the car. The presented method of experimental studies of adhesive properties at the margin. Tasked to analyze the experimental results.
Keywords: adhesives, experimental studies in isolation, the results of the research.
В современных условиях рыночной экономики операции по ремонту автомобилей, а также техническому обслуживанию должны быть вовлечены в единую, унифицированную систему средств материально-технического оснащения. В результате возникла необходимость в новых технологиях, которые не требуют больших вложений материальных, денежных и трудовых ресурсов, а также которые могли быть применимы специализированными автосервисами, ремонтными предприятиями, так и частными автовладельцами.
Производство современных автомобилей, оборудования требует целенаправленного поиска и современных способов их ремонта и восстановления. Одним из таких способов можно назвать склеивание. Длительный опыт использования клеевых полимерных материалов при восстановлении автомобильной техники, в том числе и в домашних условиях, показал: склеивание – самый универсальный из методов ее восстановления. Оно по сравнению с такими традиционными методами, как сварка, пайка, механическое упрочнение и др., гораздо проще с технологической точки зрения.
Метод ремонта и восстановления элементов автомобиля благодаря клеевому соединению является процессом достаточно экономичным, высокопроизводительным и энергоемким, потому что позволяет осуществлять ремонт без разборки восстанавливаемых узлов и агрегатов. Преимуществом склеивания является и то, что этот способ восстановления элементов автомобиля применим для материалов различной природы [1,2,6,9].
Анализ рынка клеевых материалов показал, что в продаже в основном имеются импортные товары таких стран, как Австрия, США, Швейцария, Германия. Наиболее известная из них - австрийская фирма Loctite выпускает более сотни клеев разнообразной химической природы, систем поляризации и назначения. В России также имеются представительства фирм «ЭЙ-ДЖИ-ЭЙ», занимающиеся реализацией продукции под маркой DoneDeal (США) [3].
Обычному обывателю достаточно сложно разобраться в разнообразии клеевых материалов, в связи с этим перед нами была поставлена проанализировать наиболее востребованные на рынке клеи ля восстановления элементов автомобилей.
Так например, клей-компаунд «Десан» является двухкомпонентным полимерным материалам, он состоит из высокомлекулярного вещества – полимери и специально подобранных металлических частиц.
Затвердевший состав может восполнить потери металла в результате различных видов износа, таких например, как механический или коррозионный. Технология ремонта и восстановления изношенных деталей с помощью клея «Десан» позволяет без механической обработки восстановить первоначальные размеры.
В некоторых случаях клей-компаунд «Десан» может не только заменить операции сварки и наплавки, но и позволяет отремонтировать некоторые элементы, которые ранее не подлежали восстановлению. В отличие от эпоксидов клей «Десан» обладает стойкостью к влаге, агрессивным средам, щелочам, маслам, антифризу, бензину и органическим растворителям. Диапазон рабочих температур клеевого соединения - 185°С до + 300°С.
Полиуретановый клей Terokal-9225 используют для ремонта и восстановления бамперов, других деталей из полимерных материалов, а также тюнинговых элементов автомобиля, состоящих из полиуретан/этилен-пропилен-диен-терполимера, поликарбоната, SMC, полиамида, полиуретана и акрилнитрил-бутадиен-стирена.
Полимерная смола MannolEPOXY-PLASTIC на эпоксидной основе 5568 применяется для быстрого и достаточно прочного склеивания всех типов пластиковых элементов: бамперов, спойлеров, панелей, фар и др. При комнатной температуре композиция застывает за 5 минут. Структурирование герметика на 80% происходит через 30 минут, затвердевание - через 24 часа. Смола обладает высокой стойкостью к ударам. Имеет прозрачно-матовый оттенок цвета, благодаря чему может быть использована для косметического ремонта, также для заполнения различного рода пустот и трещин, ошибочно просверленных отверстий и прочее.
MannolSuperGlueGel 9822 применим для сверхбыстрого и достаточно прочного склеивания различного рода пластмасс, металла, резины, стекла, керамики, фарфора, натуральной и искусственной кожи и т. д. Клей эффективно приклеивает даже при отсутствии предварительной обработки поверхности.
Клей эпоксидный универсальный ЭДП изготавливаемый по ТУ 07510508.90-94 или ТУ 2385-039-54804491-2004 служит для склеивания металлов, керамики, древесины, стекла, фарфора, декоративно-облицовочных и прочих материалов, а также для заделки трещин, пор, раковин и т. д.
Адгезионные свойства являются наиболее важными для клеевых составов, так как чем выше эти свойства, тем лучше клеевой состав. Не мало важны и другие характеристики, такие, например, как ценовая категория. В результате маркетинговых и теоретических исследований установлено, что клеевые составы должны обладать универсальными эксплуатационными свойствами, а именно высокими адгезионными свойствами к различным материалам (металл, пластик, дерево, стекло и др.) [4,5,8,10].
Экспериментальные исследования по определению адгезионных свойств клеевого состава при отрыве проводятся согласно ГОСТу 14760-69, который распространяется на клеи. В указанном стандарте описывается метод определения статической прочности при отрыве клеевых соединений листовых металлов при различных температурах, а именно нормальной, пониженной и повышенной (от - 196°С до +1200°С).
Сущность методики исследования адгезионных свойств клеевого состава при отрыве, а именно, заключается в определении величины разрушающей силы при растяжении стандартного образца клеевого соединения встык, усилиями, направленными перпендикулярно плоскости склеивания [7].
Цилиндрические образцы в виде «грибков», предназначенные для испытания, склеивают из двух одинаковых частей. Внешний вид, форма и размеры образцов приведены на рисунке 1.
Рисунок 1 Схема образца для определения прочности при равномерном отрыве
Диаметры склеиваемых друг с другом половинок образца не отличались один от другого более чем на 0,1 мм. Смещение между друг другом двух половин склеенного образца не превышало 0,5 мм. Поверхности склеивания были плоские и перпендикулярны продольной оси образца, опорные же поверхности головок образца были параллельны относительно склеиваемым поверхностям.
Параметр шероховатости склеиваемых поверхностей составил Rz 20 мкм по ГОСТ 2789-73. На торцах шва до начала испытания были зачищены клеевые потеки.
Для испытания брали не менее 5 образцов. Склеенные образцы выдерживали до испытания 24 ч (не менее 24 ч). Испытания образцов, полученных нами, клеевых соединений производили на разрывной машине ИР 2057-50 при температуре 20°С [7].
Для испытаний адгезионных свойств были взяты составы Десан (производство Россия), Terokal-9225 (Германия), MannolEPOXY-PLASTIC 5568 (Германия), MannolSuperGlueGel 9822(Германия), клей эпоксидный универсальный ЭДП (Россия).
Результаты испытаний по определению адгезионных свойств образцов клеевых материалов при отрыве представлены на рисунке 2.
Результаты испытаний клеевых составов на отрыв показали, что минимальные значения показал клей эпоксидный универсальный ЭДП 10,8 МПа, максимальные показатели у клея Десан российского производства 18,2 МПа. У клеевых составов немецкого производства Terokal-9225, MannolEPOXY-PLASTIC 5568, MannolSuperGlueGel средние показатели адгезионных свойств, которые не очень отличаются друг от друга от 11,3 до 13,0 МПа.
Рисунок 2 Результаты экспериментальных исследований по определению адгезионных свойств клеевых материалов при отрыве
Таким образом, в ходе проведенных нами экспериментальных исследований можно сделать вывод, что клеи отечественного производства обладают более высокими адгезионными свойствами на отрыв, чем импортные.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Альтхаус, Р. Автомобильные кузова. Ремонт. Уход. Окраска / Р. Альтхаус. – М.: АСТ. Астрель, 2008. – 206 с. Баурова, основ технологического обеспечения производства машин и мониторинга изменения их технического состояния с применением наноструктурированных материалов: дис. …доктора техн. наук: 05.02.08 / . – М.:, 2010. – 351 с. Гаджиев, обеспечение долговечности подшипниковых узлов машин применением полимерных материалов: дис. …доктора техн. наук: 05.20.03 / Гаджиев Алиасхаб Алиевич – М., 2006. –387 с. Гарькина, материалов специального назначения: методологические принципы, моделирование / , , // Альманах современной науки и образования. Тамбов: Грамота, 2014. - №2. С. 32-34. Гарькина, и оптимизация свойств материалов как систем / , , // Ежемесячный научный журнал «Молодой ученый», 2013. - №10. С. 120-123. Гончаров, технического обслуживания и ремонта технологического оборудования композиционными материалами: дис. …доктора техн. наук: 05.02.13 / – М., 2012. – 459 с. ГОСТ 14760-69. Клеи. Метод определения прочности при отрыве – М., Издательство стандартов, 1984. - 6 с. Данилов, синтез эпоксидного композита повышенной плотности / , , // Ежемесячный научный журнал «Молодой ученый», 2013. - №12. С. 118-121. Кондрашин, неподвижных соединений подшипников качения сельскохозяйственной техники анаэробными герметиками с дисперсными минеральными наполнителями: дис. …канд. техн. наук: 05.20.03 / . – Мичуринск-Наукоград РФ, 2009. – 119 с. Нугаев, герметиков и особенности их использования в ремонте автомобилей / , , // Транспорт. Экономика. Социальная сфера. (Актуальные проблемы и их решения) сборник статей Международной научно-практической конференции г. Пенза: ПГСХА, 2014. - С. 96-99.
