Современные отечественные оптические клеи
Испытание оптических, физико-химических, физико-механических, эксплуатационных свойств нового клея в жидком состоянии и после полимеризации в слое между деталями. Описание нормативно-технологической документации на производство оптических клеев.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 07.12.2018 |
Размер файла | 89,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ТРУДЫ ОПТИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА ИМ. Д.С. РОЖДЕСТВЕНСКОГО |
170
Современные отечественные оптические клеи
В.Е. Левинок, Н.Ю. Дудкина, Г.И. Шахмина, Е.П. Руденок
Разработаны новые оптические клеи ОВПЭК1, ОВПЭК2, ОВПЭК2М, Бальзамин-Н, ИК-12. Восстановлены клеи ОК-50П, ОК-72ФТ5 и 15, ММА, УФ-215, УФ-215М, АКС. Исследованы оптические, физико-химические, эксплуатационные свойства перечисленных клеев. Выпущены технические условия на каждую марку клея, переизданы отраслевые стандарты на методы испытаний, на марки оптических клеев.
Уже в течение 60 лет в ГОИ им. С.И.Вавилова существует лаборатория оптических клеев, которая занимается разработкой новых оптических клеев и разработкой технологий склеивания оптических деталей из стекла, кристаллов, ИК материалов между собой и с металлическими элементами конструкций. оптический клей полимеризация эксплуатационный
После значительного перерыва в 2003году была поставлена задача: разработать новый высокоэластичный оптический клей повышенной прочности на основе отечественного сырья для бездеформационного склеивания оптических элементов из стекла, кристаллов между собой и с металлическими элементами конструкций оптоэлектронных приборов нового поколения с последующим применением при конструировании оптоэлектронных приборов, эксплуатирующихся в жестких климатических условиях.
Были проведены исследования возможных способов повышения адгезии клеевой композиции к некоторым субстратам. Один из самых эффективных способов на наш взгляд это введение аппретов: соответствующих модифицирующих добавок, повышающих адгезию к склеиваемым поверхностям, не влияющих при этом на эластичность композиции.
В результате изучения и анализа отечественной и зарубежной патентно-информационной литературы проведена оценка физической химии поверхностных явлений в полимерах, так как именно поверхностные явления в полимерах и полимерных материалах играют существенную роль во всем комплексе их свойств и прежде всего, в структурно-механических свойствах, а исследование особенностей поведения макромолекул на границе раздела фаз является сейчас одной из важнейших задач в этой области.
В результате исследований в 2006 году был разработан новый оптический эпоксидный высокопрочный, эластичный клей марки ОВПЭК2М. Клей ОВПЭК2М по своим характеристикам значительно превосходит широко используемые в отечественной промышленности, ранее разработанные клеи марки ОК-72ФТ.
Установлено, что прочность соединения при равномерном отрыве различных металлов со стеклом клеем ОВПЭК-2М примерно на 40% выше, чем клеем ОК-72ФТ15: для стекол марок с содержанием диоксида кремния менее 40% - выше на 20-70% , для стекол с содержанием диоксида кремния более 60% клей ОВПЭК-2М позволяет получить прочность соединения на уровне когезионной прочности самого стекла (неоднократно разрыв проходил по центру вклеиваемого между «шляпок» «столбика»); для химически нестойких кристаллов, а именно, для кристаллов хлористого натрия увеличить прочность соединения в 2,5 раза, а для кристаллов бромистого калия почти в три раза.
В результате проведенных исследований установлено, что прочность соединения при равномерном отрыве клеем ОВПЭК-2М оптической керамики марок: КО4 - выше на 20%, КО6 - на 50%, КЭО - на 68%. При этом одновременно уменьшаются деформации наружных оптических поверхностей склеенных клеем ОВПЭК-2М деталей по сравнении с клеем ОК-72ФТ15.
Для клея ОВПЭК-2М практически отсутствует влияние избыточной влаги в атмосфере на оптические характеристики склеивающего слоя и отсутствует эффект образования «ореола капли» клея.
Проведено испытание оптических, физико-химических, физико-механических и эксплуатационных свойств нового клея в жидком состоянии и после полимеризации в слое между деталями. Полученные данные представлены в таблице 1.
Таблица 1
Параметры |
ОВПЭК1 |
ОВПЭК2 |
ОВПЭК2М |
|
Для жидких клеев: |
||||
Показатель преломления |
1,551-1,552 |
1,545-1,547 |
1,542-1,545 |
|
Вязкость, Па.с |
0,19-0,40 |
0,15-0,25 |
0,11-0,15 |
|
Для твердых клеев в слое: |
||||
Показатель преломления |
1,582-1,584 |
1,574-1,576 |
1,562-1,564 |
|
Мах пропускание в слое толщиной 10мкм,% |
99,9 |
99,9 |
99,9 |
|
Граница для 99% пропускания, нм |
310 |
370 |
370 |
|
Предел прочности соединения стекла К8 при равномерном отрыве: А) через сутки при 23+2 оС |
6,2-7,4 |
6,3-7,4 |
9,0-10,0 |
|
Б) через 2-е суток при 23+2 оС |
10,1-12,2 |
8,0-9,4 |
10,0-11,2 |
|
В) через сутки с прогревом 7час при 65оС после 16 час при 23+2 оС |
10,0-11,2 |
11,0-13,7 |
13,7-15,8 |
Контроль указанных характеристик осуществлялся по ОСТ 3-6187-95 «Клеи оптические. Методы контроля и испытаний». Разработаны технические условия на клеи марки ОВПЭК ТУ9390-001-334122646-06. Клей ОВПЭК2М внедрен на Новосибирском приборостроительном заводе, где успешно применяется с 2007 года.
С 1937 года и по настоящее время для склеивания оптических деталей массового назначения в России широко используются карбинольные клеи бальзамин и бальзамин-м на основе диметилвинилэтинилкарбинола, что связано с высокой технологичностью этих клеев. Клей бальзамин-м является разработкой ФГУП «ГОИ им.С.И.Вавилова», включен в ОСТ 3-6894 «Клеи оптические. Марки», применяется для склеивания оптических деталей.
Следует отметить, что только клеи бальзамин и бальзамин-м имеют после отверждения показатель преломления 1,517-1,519, что ближе всего к показателю преломления стекла марки К8. Причем эти клеи обладают уникальными реологическими свойствами, которые делают их особенно удобными для применения в условиях сложившейся в отечественном производстве технологии изготовления оптических деталей и узлов, и эти клеи не имеют зарубежных аналогов.
Достоинства этих клеев - возможность регулирования начальной вязкости в практически неограниченных пределах, благоприятная (экспоненциальная) зависимость вязкости от времени, отсутствие кожно-раздражающего действия, многолетний богатый опыт применения этих клеев предприятиями - делают бальзамин и бальзамин-м трудно-заменяемыми при склеивании оптических деталей массового производства.
Однако следует помнить, что клеи бальзамин и бальзамин-м обладают невысокой механической прочностью клеевого соединения со стеклом на разрыв, низкой влагостойкостью, низкой устойчивостью к термоудару 60оС, ограниченными рабочими температурными пределами, что влечет за собой большой процент брака по расклейкам при испытаниях оптических сборок. Но так как забракованные детали, склеенные данными клеями, достаточно легко расклеиваются (при охлаждении или нагреве, или после выдержки в ацетоне), то предприятия отдают предпочтение использованию клеев на основе диметилвинилэтинилкарбинола перед токсичными эпоксидными составами, которые обладают кожно-раздражающем действием (например, клеи марок ОК-72ФТ; к тому же забракованные детали, склеенные оптическими эпоксидными клеями можно расклеить в основном при нагревании в глицерине до 180-240оС).
С прекращением выпуска новинита (продукт 23), являющегося одним из компонентов клея бальзамин-м (а именно инициатором полимеризации) перед ФГУП «НПК «ГОИ им.С.И.Вавилова» была поставлена задача о необходимости в кратчайшие сроки решить проблему по замене бальзамина-м новым карбинольным оптическим клеем с другим инициатором полимеризации.
Нами был разработан новый оптический клей Бальзамин-Н с другой окислительно-восстановительной системой, заменяющий клей бальзамин-м, первоначально создаваемый на основе технического карбинола.
Новый клей Бальзамин-Н не уступает по оптическим и физико-механическим свойствам клеям бальзамин и бальзамин-м (таблица 2), обеспечивает демонтаж склеенных забракованных деталей и позволяет проводить работы повторной склейки без существенных затрат, его использование не создаст трудности при переоснащении существующих производственных участков по склеиванию оптических деталей.
Таблица 2
Параметры |
Бальзамин |
Бальзамин-м |
Бальзамин-Н |
|
Для жидких клеев: |
||||
Показатель преломления |
1,487+0,003 |
1,485+0,004 |
1,4769+0,0004 |
|
Вязкость, Па.с |
0,1-0,5 |
0,1-1,2 |
0,2-1,2 |
|
Для твердых клеев в слое: |
||||
Показатель преломления |
1,518+0,001 |
1,518+0,001 |
1,518+0,001 |
|
Мах пропускание в слое толщиной 10мкм,% |
99 |
99 |
99 |
|
Граница для 99% пропускания, нм |
430-2700 |
420-2700 |
420-2700 |
|
Предел прочности соединения стекла К8 при равномерном отрыве, Па, не менее:а)через сутки при 23+2 оС |
39,2*105 |
39,2*105 |
40,7*105 |
|
б)через 3-е суток при 23+2 оС |
- |
40,9*105 |
56,2*105 |
|
в )через 7суток с при 23+2 оС |
- |
45,6*105 |
63,1*105 |
|
Нагревостойкость, оС, не ниже |
60 |
110 |
120 |
|
Холодостойкость, оС, не выше |
-60 |
-90 |
-100 |
|
Влагостойкость, сутки, не менее |
8 |
6 |
37 |
|
Стойкость к термическому удару +60 оС, количество циклов, не менее |
5* |
10** |
3*** |
*при разности ТКР склеиваемой пары не более 5*10-7град -1,
** при разности ТКР склеиваемой пары не более 30*10-7град -1,
*** при разности ТКР склеиваемой пары не более 57*10-7град -1.
За последние десятилетия произошло существенное изменение химической сырьевой базы, ликвидированы производства большого ряда химических соединений, изменились свойства производимых в настоящее время соединений, что не могло не коснуться и свойств разработанных ранее клеев. Перед «ГОИ им. С.И.Вавилова» была поставлена задача по созданию малотоннажного производства оптических клеев прозрачных в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах спектра для сборки оптических деталей оптико-электронной аппаратуры на базе современного сырья.
Разработаны новые составы клеевых композиций восстановленных оптических клеев типа ОК-50П, ОК-72ФТ5, ОК-72ФТ15, ММА, УФ-215 и УФ-215М, УФ-215, УФ-215М и разработан новый оптический клей ИК-12 для инфракрасной области спектра. Разработаны технологии склеивания для восстановленных оптических клеев ОК-50П, ОК-72ФТ5 и ОК-72ФТ15, ММА, АКС, УФ-215, УФ-215М и нового оптического клея ИК-12 для инфракрасной области спектра (рис.1). Характеристики оптических клеев приведены в таблице 3.
Проведенные измерения и оценка ряда оптических и физико-механических свойств восстановленных клеев показали, что полученные нами клеи по своим оптическим, физико-механическим и эксплуатационным характеристикам не уступают своим аналогам и даже превосходят их по ряду характеристик. Для восстановленных клеев удалось повысить прочность соединения для ОК-50П на 30%, ОК-72ФТ15 на 20%, УФ-215 в 3,2раза, УФ-215М в 2,3 раза, АКС на 17%.
Таблица3
Наименование параметра |
Значение для марок |
||||||||
ОК-50П |
ОК-72ФТ5 |
ОК-72 ФТ15с |
ММА |
АКС* |
УФ215* |
УФ215М* |
ИК-12 |
||
Спектральный коэффициент пропускания склеивающего слоя при толщине 10 мкм в интервале длин волн нм, % |
330-2700, не менее 99 |
400-2700, не менее 99 |
400-2700, не менее 99 |
350-1000, не менее 99 |
250-300, от 60 до 96 300-2700, не менее 96 |
215-250, от 85до 97 250-1200, не менее 97 |
215-250, от 85до 97 250-1200, не менее 97 |
340-2500 не менее 99 |
|
Интегральное пропускание в диапазоне 2,5-12мкм, % не менее |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
91 |
|
Показатель преломления при 20о С для клея -жидкого -твердого |
1.527-1.529 1.547-1.548 |
1.552-1.557 1.570-1.588 |
1.549-1.555 1.566-1.584 |
1.515-1.520 1.551-1.554 |
1.492-1.494 1.454 |
1.406-1.407 1.408-1.409 |
1.406-1.407 1.408-1.409 |
1.554- 1,556 1.557- 1,558 |
|
Нагревостойкость склеивающего слоя не ниже, о С |
140 |
150 |
150 |
150 |
120 |
210 |
210 |
120 |
|
Холодостойкость склеивающего слоя, о С не выше |
Минус 160 |
Минус 160 |
Минус 160 |
Минус 60 |
Минус 60 |
Минус 70 |
Минус 70 |
Минус 60 |
|
Механическая прочность на разрыв, Па, не менее |
101,9·105* |
04,9·106* |
86,2·105* |
44,1·105 |
44,0·105 |
42,1·105 |
51,3·105 |
35,0·105 |
|
Влагостойкость без разрушения склеивающегося слоя при 40 оС и влажности 98%, суток не менее |
25 |
100 |
100 |
80 |
100 |
60 |
50 |
20 |
|
Стойкость к термическому удару в интервале температур +60оС ,кол-во циклов |
50 |
70 |
70 |
50 |
50 |
50 |
50 |
25 |
Рис.1. Спектр пропускания слоя клея ИК-12, толщиной 6 мкм, между пластинами флюорита.
Разработана нормативно-технологическая документация на производство оптических клеев различных марок и процессы склеивания оптических деталей восстановленными оптическими клеями: УФ-215 и УФ-215М, АКС, ММА, ОК-50П, ОК-72ФТ5, ОК-72ФТ15, ИК-12.
На все восстановленные оптические клеи и на новый клей получены свидетельства государственной регистрации на право производства.
Разработаны и выпущены технические условия на все восстановленные оптические клеи и на новый клей ИК-12
1. КЛЕЙОПТИЧЕСКИЙ ЭПОКСИДНЫЙ МАРКИ ОК-50П. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ.ТУ 2252-004-33122646-14
2.КЛЕИ ОПТИЧЕСКИЕ ЭПОКСИДНЫЕ МАРКИ ОК - 72ФТ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ. ТУ 2252-005-33122646-14
3.КЛЕЙ ОПТИЧЕСКИЙ ЭПОКСИАКРИЛАТНЫЙ МАРКИ ММА. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ. ТУ 2252-007-33122646-14
4. КЛЕЙ ОПТИЧЕСКИЙ АКРИЛАТНЫЙ МАРКИ АКС. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ. ТУ 2454-008-33122646-14
5. КЛЕЙ ОПТИЧЕСКИЙ АКРИЛАТОСТИРОЛЬНЫЙ МАРКИ ИК-12. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ. ТУ 2454-007-33122646-14
6. КЛЕИ ОПТИЧЕСКИЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ МАРОК УФ-215; УФ-215М.
ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ. ТУ 2252-006-33122646-14
Нами переработаны и изданы ОСТ 3-6187-95 «Клеи оптические. Методы испытаний» и ОСТ 3-6894-97 «Клеи оптические. Марки».
Результаты работы, полученные в ходе выполнения НИР, будут использованы для технического перевооружения мощностей по опытно-промышленному малотоннажному производству оптических клеев создаваемому на базе ОАО «ГОИ им. С.И. Вавилова».
Применение разработанных технологий склеивания с использованием восстановленных оптических клеев типа ОК-50П, ОК-72ФТ5, ОК-72ФТ15, ММА, УФ-215, УФ-215М, АКС для сборки оптических деталей оптико-электронной аппаратуры систем наземного, морского, воздушного и космического базирования обеспечат повышение качества и надежности существующих и новых оптико-электронных приборов гражданского и специального назначения; позволят увеличить срок службы изделий, значительно расширят области и объемы их использования; что обеспечит повышение конкурентоспособности оптико-электронных приборов на Российском и зарубежном рынках.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные виды присадок - веществ, добавляемых к жидким топливам и смазочным материалам с целью улучшения их эксплуатационных свойств. Физико-химические основы синтеза биметальной присадки. Схема и описание лабораторной установки для осуществления синтеза.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 15.04.2015Технологическое оснащение процесса: конструкции, особенности печей; оборудование для коксовой батареи. Состав оборудования анкеража. Схема армирования кладки коксовых печей. Характеристика химических, физико-химических и физико-механических свойств кокса.
реферат [1,7 M], добавлен 15.06.2010Зависимость физико-механических и прочностных свойств бумаги от взаимодействия между волокнами. Добавление вторичного волокна, древесной массы, наполнителей с целью увеличения прочности в сухом состоянии. Значение количества гидроксильных связей.
презентация [1,8 M], добавлен 23.10.2013Физические и физико-химические свойства пигментов для печатных красок. Диспергирование пигментов в масляной среде. Химический состав и оптические свойства пигментов. Разновидности пигментов и их структурные формулы. Поляризация рассеянного излучения.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 14.05.2014Клееная деревянная конструкция как целостная совокупность деревянных деталей с определенным взаиморасположением Виды клеев и методы склейки, их функциональные особенности и условия использования. Приготовление казеинового и фенолформальдегидного клея.
реферат [404,2 K], добавлен 13.04.2014Основные физико-химические свойства пыли. Оценка пылеулавливания батарейного циклона БЦ 250Р 64 64 после модернизации. Анализ метода обеспыливания газов для обеспечения эффективного улавливания с использованием физико-химических свойств коксовой пыли.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 09.11.2014Световод - посредник между передатчиком и приемником. Пропускная способность волоконных световодов. Оптические кабели, их конструкции и свойства. Преимущества и недостатки оптических световодов. Помехи. Длина оптической линии.
реферат [242,2 K], добавлен 16.09.2006Изменение физико-механических свойств обрабатываемого материала без нарушения структуры и химических свойств древесинного вещества. Определение парциального давления смеси воздуха. Расчет механизированного бассейна для тепловой обработки фанерных кряжей.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 23.11.2011Характеристика, цели и особенности производства, классификация материалов: чугуна, стали и пластмассы. Сравнительный анализ их физико-химических, механических и специфических свойств; маркировка по российским и международным стандартам; применение в н/х.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 04.01.2012Сравнительная характеристика физико-химических, механических и специфических свойств продуктов черной металлургии - чугуна и стали. Виды чугуна, их классификация по структуре и маркировка. Производство стали из чугуна, ее виды, структура и свойства.
реферат [36,1 K], добавлен 16.02.2011Применение химических или физико-химических процессов переработки природных и синтетических высокомолекулярных соединений (полимеров) при производстве химических волокон. Полиамидные и полиэфирные волокна. Формования комплексных нитей из расплава.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 20.11.2010Автомобильный бензин как топливо для карбюраторных двигателей. Основные показатели физико-химических свойств бензинов и их маркировка. Последствия применения бензина с высокой температурой конца перегонки. Особенности определения качества и марки бензина.
реферат [20,8 K], добавлен 29.12.2009Виды технологий прототипирования. Требования для стеклянных и полимерных оптических изделий. Применение технологии быстрого прототипирования при проектировании оснастки литьевой формы. Изготовление оптических изделий с применением аддитивных технологий.
курсовая работа [746,0 K], добавлен 12.05.2014Изучение эксплуатационных и физико-механических свойств материалов для разработки одежды специального назначения с утеплителями. Особенности проектирования специальной одежды и обуви различного назначения: защищающей от внешних факторов и адаптационной.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 21.02.2011Обзор способов получения пропиленгликоля. Физико-химические характеристики сырья, вспомогательных материалов, основных и побочных продуктов. Описание технологической схемы. Расчет реакционного узла. Проверка правильности расчетов по программе PROEKT.
курсовая работа [50,8 K], добавлен 06.11.2012Разработка составов огнеупорной композиции для производства керамического кирпича методом полусухого прессования. Особенности структурообразования масс в процессе обжига. Анализ влияния температуры обжига на изменение физико-механических свойств образцов.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 31.12.2015Характеристика оптических и механических свойств поликристаллических материалов. Изучение понятия, типов, технологий изготовления неорганического стекла. Ознакомление с масштабами производства керамики, определение перспективных направлений ее применения.
контрольная работа [28,7 K], добавлен 07.07.2010Промысловая подготовка аномально высоковязкой нефти до высшей группы качества путем научно обоснованного оснащения оборудованием технологической схемы и усовершенствования конструктивных элементов аппаратов. Исследование физико-химических свойств нефти.
курсовая работа [599,9 K], добавлен 03.01.2016Характеристика сырья, области применения и физико-химические свойства агара. Описание агрегатно-технологической линии производства агара из дальневосточной анфельции. Теоретические основы процесса выпаривания. Расчет однокорпусной выпарной установки.
реферат [81,4 K], добавлен 26.09.2011Изучение технологии производства мазута, его назначения и применения. Характеристика физико-химических свойств мазута. Обоснование способа его получения и особенностей выбранного метода. Химическое и коррозионное действие среды на материал и оборудование.
реферат [1,6 M], добавлен 27.05.2010