Dlaczego klej klei Co to waciwie jest klej

Dlaczego klej klei?

Co to właściwie jest klej? • Klejem jest substancja zdolna do trwałego połączenia dwu powierzchni w wyniku działania sił przyczepności do powierzchni klejonej (adhezja) i sił spójności wewnętrznej spoiny klejonej (kohezja). Podstawową właściwością kleju jest duża przyczepność do podłoża.

Właściwości adhezyjne są uwarunkowane głównie międzycząsteczkowymi siłami van der Wasala, oddziałującymi na niewielkich odległościach (około 10 -5 mm). Ponieważ w praktyce bardzo rzadko powierzchnie łączone można zbliżyć na taką odległość aby idealnie przylegały do siebie ze względu na defekty powierzchniowe stosuje się kleje, które w stanie ciekłym doskonale zwilżają łączone płaszczyzny. Po zestaleniu spoiny klejowej (w wyniku odparowania rozpuszczalnika lub usieciowania substratu klejotwórczego) uzyskuje się trwałe złącze o odpowiedniej wytrzymałości. Dobre zwilżenie powierzchni łączonych materiałów uzyskuje się przy minimalnej wartości powierzchniowego ciała stałego w powietrzu γsp i w cieczy γcp oraz napięcia powierzchniowego na granicy faz ciekłej i stałej γsc Θ. Kąt Θ jest funkcją napięcia tzw. Granicznego kąta zwilżania. Można przedstawić to na rysunku:

Jak to działa? • Zdolność kleju do klejenia tkwi w jego unikalnej budowie wewnętrznej. Jego podstawowym składnikiem jest polimer (syntetyczny, lub naturalny). Oprócz tego może zawierać modyfikatory, takie jak: plastyfikatory, środki zagęszczające, napełniacze, lub inne dodatki. Klej musi być stosowany w postaci ciekłej, aby zwilżyć powierzchnię materiału łączonego i wpływać (migrować) do wgłębień i nierówności powierzchniowych. • Ciekły stan kleju uzyskuje się w wyniku ogrzania do temperatury, w której zaczyna on płynąć, albo przez rozpuszczenie lub też zdyspergowanie go w nierozpuszczalniku; możliwe jest także użycie ciekłych monomerów lub oligomerów, które następnie polimeryzują lub reagują i tworzą złącze klejowe. Tak, więc kleje mogą być stosowane w postaci gorących stopów, (hot melt), roztworów, dyspersji wodnych lub rozpuszczalnikach organicznych, błon taśm, reaktywnych monomerów i oligomerów (żywic).

Na wytrzymałość mechaniczną klejonej spoiny mają wpływ cztery czynniki: 1. wytrzymałość mechaniczna samej warstwy kleju - ma to znaczenie tylko w przypadku tych klejów, które taką warstwę tworzą, zależy ona oczywiście od struktury chemicznej kleju; 2. kształt i rozmiar całej spoiny - im większa powierzchnia spoiny i bardziej nieregularny jej kształt tym staje się ona mocniejsza;

3. rodzaj i siła chemicznego oddziaływania kleju z klejonymi powierzchniami - jeśli klej reaguje chemicznie z podłożem tworząc z nim wiązania chemiczne to taka spoina jest zazwyczaj bardziej wytrzymała niż w przypadku klejów, które tylko wnikają w klejoną powierzchnię - jednak większość klejów uniwersalnych nie reaguje bezpośrednio z podłożem, gdyż nie ma związków chemicznych, które potrafią reagować ze wszystkim; 4. głębokość penetracji klejonego materiału przez klej - oczywiście im większa tym lepiej, ale jeśli klej penetruje zbyt głęboko to może zniszczyć strukturę samego klejonego materiału; głębokość penetracji można też zwiększać zwiększając chropowatość powierzchni klejonego materiału. Materiały bardzo gładkie (np. szkło) jest zwykle bardzo trudno skleić;

Podział ze względu na różne czynniki

Ze względu na mechanizm klejenia: ü kleje rozpuszczalnikowe - kleje te wnikają głęboko w materiał powodując ich napęcznienie i częściowe rozpuszczenie; po połączeniu klejonych elementów i dociśnięciu spoiny powierzchnie klejonych materiałów nawzajem się przenikają, po czym rozpuszczalnik paruje pozostawiając trwałą spoinę bez warstwy samego kleju; kleje rozpuszczalnikowe stosuje się do klejenia tworzyw sztucznych; ü kleje oparte na polimerowych żywicach - kleje te nie wnikają zbyt głęboko w materiał, mają one jednak silne powinowactwo chemiczne do klejonego materiału a warstwa samego utwardzonego kleju jest bardzo odporna mechanicznie; kleje te stosuje się do "trudnych" do sklejenia materiałów - takich jak metale, szkło itp, których nie można skleić klejami penetrującymi materiał; przykłady takich klejów to np. kleje epoksydowe (Poxipol);

ü kleje mieszane - składają się one z żywicy wymieszanej z rozpuszczalnikiem, który może penetrować klejony materiał - żywica wraz z rozpuszczalnikiem wnika głęboko w klejony materiał, więc nie musi mieć ona tak silnego powinowactwa chemicznego z klejonym materiałem; kleje mieszane są najbardziej rozpowszechnione i są one stosowane do klejenia "łatwych do sklejenia" materiałów porowatych takich jak guma, papier, skóra itp. ; przykładem takiego kleju jest np. butapren lub guma arabska;

Ze względu na właściwości fizyczne • sztywne, • elastyczne, • nieprzewodzące lub przewodzące prąd elektryczny, ciepło, pole elektryczne lub magnetyczne, • wodoodporne, • odporne lub nie na działanie agresywnych środowisk chemicznych itp. Mogą mieć kilka cech jednocześnie;

1. 2. • • Ze względu na pochodzenie Kleje naturalne: mogą być pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Kleje syntetyczne: epoksydowe - do metali, ceramiki, aminowe - do drewna, ftalowe - do drewna, papieru itp. , poliuretanowe - do metali, tworzyw sztucznych, skóry, poliwinylowe - do drewna, skóry itp. , poliakrylowe - do metali, ceramiki, tworzyw sztucznych, silikonowe - odporne na temperatury ~50°C, specjalne odporne do temperatury ~800°C - do łączenia metali z kauczukiem, lub tworzywem silikonowym;

Parametry kleju Dla scharakteryzowania kleju podaje się m. in. takie jego parametry jak: q lepkość, q czas otwarty czyli maksymalny czas od nałożenia kleju na powierzchnie sklejaną do momentu sklejenia, q czas wiązania czyli czas, po którym spoina osiąga pełną wytrzymałość, q baza kleju czyli zasadnicze składniki kleju, dzięki którym posiada on swe właściwości, q ciała stałe - ilość suchej masy w jednostce objętości;

Koniec Dziękujemy