Склеивание не принадлежит к числу новых технологических процессов. Оно было известно и широко применялось еще на заре цивилизации. Но только в последние пол века клеевые методы крепления встали в один ряд с традиционными - резьбовыми, заклепочными, болтовыми, позднее - сварными. Такое положение естественно: возникновение новых материалов, прежде всего металлических сплавов и полимеров, потребовало создание надежных способов их соединения, стимулировало разработку значительного (измеряемого тысячами) числа клеевых композиции, а также необходимость более глубокого изучения закономерностей их взаимодействия с субстратами и поведения их в изделиях [1].

Для успешного применения клеевых материалов необходимо знать их преимущества и недостатки. Среди различных способов получения неразъемных соединений склеивание составляет только 10%. Однако в целом ряде случаев других способов соединений двух деталей нет.

Например, преимущества и недостатки склеивания часто противопоставляют друг другу. О недостатках чаще говорят потребители, тогда как производители клеев, наоборот, пишут исключительно о преимуществах склеивания. Однако, надо полагать, что и потребителям, и производителям одинаково важно знать и о преимуществах клеевой технологии, и о ее недостатках.

Нет необходимости говорить о важности разделения клеевых материалов на отдельные группы, а также выделение типовых деталей и элементов конструкций, чтобы разработать общие рекомендации по склеиванию.

Склеивание следует рассматривать не само по себе, как единственно возможный способ соединения, а в связи с другими доступными технологиями: механическим (болтовые соединения, завинчивание, клепание, раструбное соединении, скобы, скрепки, гвозди, шитье и др.) или химическим (сварка, пайка и скрепление известковым раствором, гипсом и пр.) способами сборки. В различных случаях возможно преимущество одной или другой технологии. Примером может быть применение цемента для кирпичной кладки или клеев в производстве обуви. Области применения настолько широки, что выходят за рамки классического противопоставления: склеивание-сварка. Под влиянием технологических, экономических в некоторых случаях культурных факторов часто побеждает склеивание, так как оно отвечает требованиям времени.

К преимуществам технологии склеивания относятся: универсальность, приспособляемость и специфичность характеристик. С точки зрения универсальности, склеивать можно любые материалы, независимо от их химической природы и геометрии клеевого соединения (бумагу, ткань, кожу, большинство пластмасс, дерево, стекло, фарфор, керамику. композиты, металл и др.) [2].

Склеивание применяется для деталей любой формы при условии соответственной подготовки поверхности и для различных по размеру элементов. Поверхности могут быть очень маленькими в микроэлектронике, поэтому вряд ли другая технология сможет конкурировать со склеиванием в этой области. Приспособляемость проявляется различными способами. А в зависимости от составов клеевые материалы могут быть проводниками или изоляторами. Также они могут обладать теплопроводными свойствами.

Различная степень липкости стойкости к отслаиванию регулируется в зависимости от назначения клея. В некоторых случаях необходимо, чтобы клей сохранял свою липкость после разборки клеевого соединения.

Большинство клеев можно наносить непрерывным способом с использованием автоматизированных и роботизированных систем. Длительность процесса отверждения некоторых видов клеев действительно является сдерживающим фактором, однако эта проблема свойственна не только клеям, а является общей и для лакокрасочных материалов.

Клеевые материалы можно использовать в сочетании различных способов сборки деталей и изделий. Например, склеивание используется вместе с заклепкой или завинчиванием, в частности, для стопорения резьбовых соединений, что позволяет компенсировать недостатки различных технологии. В обувной промышленности для скрепления деталей низа с верхом применяются такие сочетания методов креплений: рантоклеевой, строчечно-клеевой, доппельно-клеевой, клее-прошивной, строчечно-клеепрошивной, ниточно-клеепрошивной и др [3].

Одним из самых главных преимуществ является - обеспечение высокой адгезионной прочности. При необходимости склеенные конструкции можно ремонтировать и использовать повторно. На прочность склеивания и на герметичность клеевых соединении такая технология ремонта не оказывает отрицательного воздействия. Это дает возможность придавать многочисленным склеенным элементам защитные, декоративные и даже биологически активные свойства. Клеевые вещества позволяют перераспределять напряжения по всей длине клеевого шва, что в результате приводит к увеличению длительной прочности. Способность клеевого шва амортизировать удары открывает новые возможности для обеспечения звукоизоляции приборов. Способность одновременно гарантировать механическую прочность и герметичность - одно из важнейших преимуществ клеевых материалов. Именно благодаря этим преимуществам возможно получение герметичного соединения болтов в тормозной системе автомобиля [4].

Таким образом, несмотря на вышеперечисленные преимущества применения клеевых соединении в различных отраслях промышленности встречаются и недостатки, реальные и мнимые. Одним из препятствии на пути внедрения клеевых технологий являются: необходимость полного пересмотра традиционных технологии; отсутствие культуры склеивания на предприятии; наличие проблем на уровне гигиены, безопасности, экологии; большое разнообразие клеевых материалов и проблемы их выбора; сложность перехода от склеивания единичного образца к серийному производству, связанная с необходимостью в механизации и автоматизации технологических операций по нанесению клея; длительность процессов отверждения; сложность в подготовке поверхностей перед нанесением клея; старение клеевых материалов при длительном воздействии эксплуатационных факторов.

Некоторые из вышеперечисленных проблем приводят к тому, что по экономическим соображениям склеивание уступает традиционным способам механической сборки. Однако последние достижения, направленные на сокращение времени отверждения, например за счет использования клеевых материалов, содержащих в своем составе фотоинициирующие добавки, приводят к постоянному расширению областей применения клеев.

Комплекс проблем делает достаточно сложным переход от предварительных испытаний к промышленному применению. Все это связано с тем, что образцы не могут дать исчерпывающую информацию и отсутствует эффективный способ контроля качества клеевого соединения. В результате возникают проблемы адекватности теоретических данных реальному положению дел, поскольку при расчетах конструкторы опираются на когезионные свойства клеев и не учитывают технологические особенности, а также не учитывают изменения свойств клеевого материала в процессе его старения. Все это приводит к тому, что при разработке клеевых конструкций вынужденно завышаются коэффициенты запаса, что в свою очередь приводит к удорожанию изделий. Сложности в точном прогнозировании свойств клеевой конструкции приводят к необходимости проведении длительных испытаний, что также приводит к увеличению стоимости и к удлинению сроков внедрения.

В обувной промышленности доля методов крепления верха обуви с низом с применением клеев в странах с технически развитой обувной промышленностью достигает 80-90% [5].

склеивание изделие кожа клеевое соединение

Клеевые методы крепления в производстве изделий из кожи, особенно обуви, имеют ряд преимуществ по сравнению с механическими методами. Одним из них является возможность снижения массы изделия. Это объясняется тем, что скрепление происходить по поверхности, а не через толщину соединяемых материалов, т.е. можно применять более тонкие детали. По той же причине возможно соединение мягких материалов. даже весьма малой плотности и малой сопротивляемости раздиру, которые практически не скрепляются стержневыми крепителями и порой ненадежно скрепляются нитками [6]. Кроме того, склеивание возможно произвести одновременно по всему соединяемому контуру, т.е. с организационной точки зрения можно применять так называемый параллельный принцип обработки. Это в свою очередь создает хорошие предпосылки для автоматизации процесса. Клеевые методы также позволяют практически неограниченно изменять внешний вид изделия, легко следуя тенденциям моды. Например, обувь клеевого метода крепления низа может быть с широким и весьма узким видимым краем подошвы, различными способами соединений с каблуком. Наконец, обувь клеевого метода крепления низа отличается меньшей материалоемкостью и меньшей трудоемкостью, чем обувь ряда других методов, например рантового, гвоздевого.

К недостаткам клеевых методов крепления следует отнести концентрацию напряжений, которая обычно возникает на краях соединений при действии на них нагрузки, и зависимость прочности клеевых соединений от температуры. Правильно выбирая клей и технологию склеивания в соответствии с конструкцией изделия и механическими свойствами склеиваемых материалов, можно влияние упомянутых недостатков свести к минимуму. Поэтому, выбирать адгезив и проектировать технологический процесс склеивания следует, руководствуясь вышеизложенными соображениями. Основным правилом при этом должно быть следующее: нужно стремиться не к возможно более высокой прочности клеевого соединения, а лишь к прочности, соответствующей назначению клеевого соединения и требованиям, к нему предъявляемым.

В общем, задачу склеивания обувных материалов, которые не склеиваются клеями из имеющегося ассортимента, следует считать наиболее простой. Склеивание в условиях максимальной интенсификации процесса представляет собой проблему. Однако в настоящее время самой сложной и самой актуальной проблемой является разработка клеев для изделий из кожи, оптимальных с точки зрения адгезионных свойств, быстросклеивающих (не только быстросхватывающих, но и сокращающих технологический процесс в целом) и не загрязняющих окружающую среду, не токсичных. Такими представляются клеи будущего.

Литература

1. КардашовД.А., ПетроваА.П. Полимерные клеи. - М.: Химия, 1983. - 256с.

2. Ковачич Л. Склеивание металлов и пластмасс. Пер. со словацкого /Под ред.А.С. Фрейдина. М.: Химия, 1985 - 195с.

3. Стронгин Б.М., Морева В. Н, Справочник мастера-обувщика. - М.: Легпромбытиздат, 1990-330 с.

4. Вильнав Ж. - Ж. Клеевые соединения. Москва.: Техносфера, 2007. - 384с.

5. Гвоздев Ю.М. Химическая технология изделий из кожи.М., Легкая промышленность, 2003.

Размещено на Allbest.ru