Перед тем, как начать свое повествование, мне хотелось бы сделать небольшое отступление-посвящение:
Беларуская наука, после развала СССР вообще стала вещью в себе, странной и местами даже дикой. Не удивительно, что многие академики Беларуси, как правило «широко известны в узких кругах», люди непубличные и т.п. Даже несмотря на то, что работы бывали интересные. Но чаще сухая биографическая информация на каком-нибудь, самопальной верстки html-сайте института, даже приблизительно не может рассказать каким был человек. Вот и доктор химических наук, профессор Фома Фомич Можейко был особенным мужиком. Без ложной скромности можно сказать что весь Солигорский клондайк построен с помощью его рук и светлой головы. Мне довелось с этим человеком впервые столкнуться при сдаче кандидатского минимума по коллоидной химии, после которого мы начали тесно, по-дружески общаться. Учитывая, что к аспирантам в нашем НИИ относились вызывающе «никак», то это произвело на меня впечатление… и, возможно, именно благодаря встрече с этим дедком, который мог в двух словах объяснить суть сложнейшего процесса и убедить в том, что наша общая область — царица химий, я пишу сейчас химическую статью на хабр, а не протираю штаны за разработкой или тестированием… Так что, по совести говоря, все статьи коллоидной тематики должны были бы быть с ремаркой «памяти Ф.Ф. Можейко», потому что именно этот человек был одним из моих Учителей. Светлая тебе память, Ф.Ф.!
Клей использовался человеком с древнейших времен, можно считать, что как только первобытный человек прилепил кремнёвый наконечник своего копья к древку с помощью битума или сосновой смолы, так и пошел отсчет практики склеивания. В древности в качестве клея использовали все, что попадалось под руку. Чаще всего использовались продукты животного происхождения, обладающие клейкими свойствами изначально (рыбная чешуя, жилы животных и т.п. вещества, после термической обработки). Стоит отметить, что есть области в которых органические клеи активно используются до сих пор. Столярный клей, казеиновый клей, клейстеры для обоев. Несмотря на обилие синтетических (=химических клеев) упомянутые варианты все еще в строю и прочно занимают положенную им нишу экологичных и дешевых клеющих субстанций. Кстати, многие современные клеи называют синтетическими смолами только в честь того, что смола (клейкое вещество, встречающееся в соснах и других растениях) была одним из первых широко используемых клеев.
Все понятие склеивания держится на двух фундаментальных явлениях коллоидной химии — адгезии и когезии (ну ладно, трех, еще поверхностное натяжение).
Адге?зия (от лат. adhaesio — прилипание) в физике — сцепление поверхностей разнородных твёрдых и/или жидких тел. Адгезия обусловлена межмолекулярными взаимодействиями в поверхностном слое и характеризуется удельной работой, необходимой для разделения поверхностей.
Родственным и по звучанию и по смыслу к адгезии является понятие когезии, которое иногда некоторые люди любят путать.
Когезия (англ. cohesion от лат. cohaesus — «связанный», «сцепленный») — связь между одинаковыми молекулами (атомами, ионами) внутри тела в пределах одной фазы. Когезия характеризует прочность тела и его способность противостоять внешнему воздействию. Когезия — это действие или свойство взаимного притяжения одинаковых молекул. Это внутреннее свойство вещества обусловленное формой или структурой его молекул, вызывающее изменение в распределении электронов молекул при их сближении, создавая электрическое притяжение, способное образовывать микроскопические структуры.
Отличие между этими фундаментальными понятиями коллоидной химии лучше всего показать на примере капель воды, которые образуются на оконном стекле во время дождя.
На картинке показано противоборство «стихий», каждая из которых занимается своим делом формирования привычной нам картины мира. Форму капле придает поверхностное натяжение. Сила гравитации (земное тяготение) — тянет каплю вниз, стечь со стекла. С этой неумолимой силой борются сообща силы адгезии и когезии. Раньше всех проявляется когезия, так как она имеет место уже в самой капле воды. Соседние молекулы слипаются друг с другом и формируют те самые капли, которые потом живописно скользят по стеклу. Когезия связывает единичные молекулы в ансамбли. А вот адгезия прикрепляет ансамбли в виде капель к стеклу, заставляют их держаться за стекло, «тянет вверх», заставляя сопротивляться движению под собственным весом. Притом когезия сильнее адгезии, иначе бы капли не смогли формироваться, т.е. дождевая вода бы просто растекалась ровным слоем по стеклу, формируя некое подобие масляной пленки на воде. Кстати, внимательно наблюдая за стеклом во время дождя можно заметить, что капли скатываются по уже существующим «водяным дорожкам». Это связано с тем, что падающие капли воды за счет сил когезии стараются прилипать к воде, которая уже там есть, а не к стеклу. Упомянутые дорожки, кстати, образуются из-за того, что при попадании капель на окно молекулы воды отрываются от проходящих капель и захватываются стеклом.
Какое все это имеет отношение к клеям? А самое прямое. Адгезия и когезия являются основными действующими факторами и в клеях. Допустим, вы хотите соединить два куска дерева, A и Б, с помощью клея В. Здесь вам нужны три разные силы: силы сцепления, способные удерживать вместе A и В + силы сцепления удерживающие В и Б + силы сцепления которые удерживают вместе клей B.
Если с первыми двумя силами все понятно, то насчет последней приведу небольшое пояснение. Лучший пример — два кусочка батона, склеенные вареньем или джемом. Варенье — это классический природный клей (ниже о них пару слов скажу), сделанный из сахара и воды. Притом довольно эффективный. При использовании довольно прочного хлеба (или сухарей) и правильного «мамкиного» варенья вполне себе реально удерживать два куска вместе смазав только один уголок. У хорошего варенья достаточно сильные внутренние силы когезии (поэтому его тяжело вытянуть из банки, особенно грушевое), но и адгезия к другим поверхностям отличная. Поэтому тяжело разорвать склеенный бутерброд не разрушив батон (получается это чаще всего если сдвигать пласты в сторону, а не прикладывать силу перпендикулярно). Но если варенье «имеет слабый внутренний когезионный стержень», то уже не важно, насколько хорошо оно пристает к батону. Две половинки не смогут склеиться и будут разваливаться под действием силы тяжести.
Еще один антагонистичный пример: вода и кусок железа. И тот и другой объект — в нормальных условиях очень слабо пригодны для склеивания, но по разным причинам. Вода — потому что силы адгезии у нее велики и она отлично прилипает к любым поверхностям, но из-за очень слабых когезионных сил эти поверхности непрочно сцепляются между собой и их легко разделить. В куске железа, наоборот, невероятно сильные когезионные взаимодействия (ответственные за связь атомов), притом настолько это «вещь в себе», что от нее практически нереально добиться адгезии к какому-либо другому внешнему материалу. Тестом на внутренние силы когезии может стать возможность разделения материала на куски. «кусочек» воды легко можно отделить от общей массы пальцем/ложкой и т.п., а попробуйте пальцем отделить кусок чугуна :).
Из сказанного выше вывод — в природе клея главное сила когезии, а в природе склеивания — сила адгезии. Так как клеи, как правило, довольно специфичные вещества, эффективность многих из которых проверена опытом многих поколений, то основное внимание я уделю явлению адгезии (клей, кстати, также можно называть и адгезивом). На сегодняшний день разработано несколько различных конкурирующих/взаимодополняющих теорий, которые пытаются объяснить появление явления адгезии:
Несмотря на обилие матчасти, до сих пор не существует единого ответа на вопрос «что заставляет клей клеить?». Но это не так удивительно, если учесть, сколько существует различных типов клея и сколько различных способов их использования. Считается что для каждого отдельного клея и для каждой отдельной поверхности, на которой он используется, существует индивидуальное сочетание разных факторов, удерживающих эти объекты вместе. Процесс изучения процессов склеивания продолжается и сегодня, ибо даже в 21 веке, когда «космические корабли бороздят...», мы еще не до конца понимаем, что заставляет вещества приклеиваться друг к другу. Поэтому приходится оперировать допущениями и обобщениями. С учетом которых выходит, что существуют четыре основных возможных механизма склеивания: через адсорбцию, хемосорбцию, механическое прикрепление и диффузию.
Адсорбция — эффект прилипания поверхностей друг к другу, за счет сверхмалых сил притяжения (т.н. сил Ван дер Ваальса (кстати, читатель cck7777 упомянул, что правильнее было бы говорить «фан дер» как в de Nederlandse taal), общего названия для всех межмолекулярных сил). Силы эти, кроме того, еще подразделяются на силы электростатического взаимодействия (силы Кизома, возникающие между постоянными молекулярными диполями), поляризационные силы (интермолекулярные силы Дебая между постоянным и индуцированными диполями) и силы дисперсионного взаимодействия (силы Лондона между мгновенно индуцированными диполями). Диполь = два заряда, равных по величине и противоположных по знаку, находящихся друг от друга на расстоянии, очень малом по сравнению с расстоянием до точки наблюдения. Ну а дальше «разноименные притягиваются и т.п.». На этом вся электростатика и держится (а с ней и все адгезивы). Силы межмолекулярного взаимодействия, кстати, проявляются, когда участники (атомы и молекулы) находятся на очень близком расстоянии (менее 1 нм).
При нанесении клея поверхность склеиваемых деталей смачивается и объекты прилипают друг к другу. Чтобы клей сработал, поверхности должны быть максимально обезжирены (для растекания адгезива по поверхности) и клей равномерно распределен тонким слоем. Фактически, этот процесс напоминает прилипание миллионов микроскопических магнитов (в роли которых выступают молекулы клея и молекулы склеиваемых материалов).
Б. Фотография щетинок геккона. В. Фотография одной щетинки геккона. Г. Фотография ответвления на конце щетинки.
Последние исследования показывают, что именно такая геометрия лапок и связанные с ней электростатические силы (помноженные на миллиарды окончаний) дают в сумме результат, способный удерживать вес геккона на потолке.
Было бы удивительно, если бы этим не воспользовались военные. В мае 2014 года DARPA продемонстрировала свою разработку Geckskin (проект Z-Man), приспособления для рук, позволяющие передвигаться по вертикальным поверхностям.
Правда прошло пять лет, а про Geckskin почему-то ничего больше не слышно. Возможно, потому что засекречено, а возможно, потому что результата нет.
Гекконы и Darpa — это все где-то там, у них. А у нас лучшей иллюстрацией сил межмолекулярных взаимодействий может быть идеально притертая поверхность. Каждый токарь-фрезеровщик должен знать про такую вещь, как плитки Иогансона, или плоскопараллельные меры длины концевые. Плитки эти отполированы и притерты так, что достаточно сильно слипаются если их приставить гладкими гранями друг к другу. На картинке тридцать шесть плиток удерживаются атмосферным давлением и силами Ван-дер-Ваальса вместе:
Тому кто не верит, что такое возможно — рекомендую посмотреть наглядную демонстрацию (кликабельно):
За адсорбцией неотступно следует хемосорбция, но несмотря на похожесть названий, суть явлений кардинально отличается. Хемосорбция — прилипание осуществляется за счет образования химических связей между клеем и склеиваемыми веществами. Фактически, при склеивании образуется новое химическое вещество. При диффузии склеивание происходит за счет взаимного проникновения молекул материалов друг в друга. Молекулы клея перемешиваются с молекулами склеиваемых поверхностей и формируют прочное сцепление. И наконец механическая адгезия происходит при проникновении клея в микротрещины и полости материалов и последующего их физического удерживания. На картинке для наглядности показаны числовые значения энергий для различных сил имеющих место при склеивании.
Очевидно, что наилучшее сцепление образуется в случае хемосорбционного взаимодействия между склеиваемыми веществами, правда добиться этого не всегда возможно (но стремиться-нужно).
Разновидности клеев
Из всего выше изложенного следует, что любой клей будет эксплуатировать тот или иной, описанный выше принцип. Притом в случае клеев, как и в случае с гекконами, у исследователей тоже единства мнений, как правило, не наблюдается. Но это, в принципе, не так уж и важно, ибо накоплен достаточно серьезный практический опыт позволяющий без проблем подбирать оптимальные адгезивы и клеевые составы для всего разнообразия материалов. Существует множество делений клеющих субстанций, я приведу наиболее простую, основанную на их химической природе:
Притом хотелось бы отметить тот факт, что и по сей день мы в основном активно эксплуатируем разработки практически столетней давности. Судите сами по краткой хронологии:
1920-е годы: предложены клеи на основе сложных эфиров целлюлозы, алкидных смол, циклизированного каучука, полихлоропрена (неопрен), соевые клеи
1930-е годы: изобретен карбамидоформальдегид, чувствительные к давлению клейкие ленты, клейкие пленки на основе фенольных смол, поливинилацетатные (ПВА) клеи для дерева
1940-е годы: синтезирован нитрилфенол, хлорированный каучук, меламинформальдегид, винилфенольные и акриловые полиуретаны
1950-е годы: представлены эпоксиды, цианоакрилаты, анаэробные клеи
1960-е годы: представлены полиимиды, полибензимидазол, полихиноксалин
1970-е годы: представлены акриловые клеи второго поколения, акрилы чувствительные к давлению, структурные полиуретаны
1980-е годы: активная разработка загустителей для термореактивных смол, представлены водорастворимые эпоксидные смолы, контактные клеи, формуемые и вспененные термоклеи
1990-е годы: представлена модифицированная полиуретаном эпоксидная смола, отверждаемые термопластичные материалы, предложены клеи отверждаемые УФ и видимым светом
2000-е годы: синтезированы клеи на водной основе, активно разрабатываются однокомпонентные и двухкомпонентные клеи, не содержащие растворителей
В качестве синтетических клеевых составов в большинстве случаев используются полимеры, поэтому рекомендую прочитать попутно две мои тематических tutorial статьи (Письмо химика 3D-печатнику. Растворители для пластмасс и защита от них + Возвращаем девочке птицелет или RTFM по определению пластмасс в домашних условиях), уже хотя бы для того, чтобы привыкнуть к «полимерной» терминологии и посмотреть базовую информацию по полимерам.
Сегодня основное развитие «пользовательских» клеевых составов идет по пути увеличения экологичности (часто, кстати, в ущерб прочности соединения). Конструкционные и промышленные составы особенно этому не подвержены, но там в целом до сих пор используются традиционные, проверенные временем варианты. Так что, ищем в таблице ниже свои соединяемые материалы и запоминаем нужный тип клея.
Бонусом — сравнительный обзор прочностных характеристик различных типов клеев. Иногда бывает полезно :)
Подписи: CA-цианакрилаты, MS-клеи на основе модифицированных силанов, PU-полиуретановые клеи, ММА-метилметакрилатные клеи, УФ-клеи, отверждаемые с помощью УФ-излучения
На этом вводная часть завершена, в следующих — перейдем к рассмотрению конкретных разновидностей клея и оптимальных условий/материалов для его применения. Задавайте в комментариях волнующие вас вопросы — тогда в следующей части высока вероятность появления ответов.
D.E. Packham, Handbook of Adhesion, Longman Scientific & Technical, Harlow, UK, 1992.
D.J. Dunn, Engineering and Structural Adhesives, Rapra Review Report No.169, Rapra Technology Ltd, Shrewsbury, UK, 2004.
Skiest, I. The Handbook of Adhesives, 3rd ed., Van Nostrand Reinhold, New York, 1990.
Satas, D. The Handbook of Pressure Sensitive Adhesives, 2nd ed., Van Nostrand Reinhold, New York, 1989.
Petrie, E.M., Handbook of Adhesives and Sealants, McGraw-Hill, New York, 2000.
Комментарии (110)
akhkmed
17.05.2019 13:37Спасибо за познавательный материал. Подскажите про роль грунтовки в подготовке поверхности. Всегда ли это только её укрепление (увеличение когезии ?) или она влияет и на адгезию, или ещё что?
Во первых, я слышал про грунты для склеивания полиэтилена обычными клеями.
Во-вторых, не будет ли механическая связь оказывать более положительный эффект, если поверхность хорошо зашкурить перед склеиванием, вместо того, чтобы покрывать её ровным слоем грунта?
steanlab Автор
17.05.2019 13:44Спасибо за отзыв. Грунтовка несет, как правило, защитную функцию + конечно же влияет на адгезию последующего покрытия к покрываемому материалы. Поэтому универсальной грунтовки нет, под конкретное покрытие нужна и совместимая грунтовка.
Насчет полиэтилена. Ну а почему нет, если грунт хорошо связывается с субстратом и формирует цепкий поверхностный слой. Было бы неплохо, чтобы вы еще и написали хотя бы пару примеров такого грунта, а то я такого в наших краях не встречал.
Насчет зашкуривания — все зависит от типа клея. И от того, каких свойств (прочность/эластичность и т.п.) вы ждете от клеевого шва.akhkmed
17.05.2019 14:08Скорее всего, находил то, что по ссылке:
* Loctite 770 Праймер для полиолефинов и «жирных» пластмасс
* Активатор для склеивания полиэтилена и полипропилена — WEICON Contact Primer для полиолифинов
* RiteLok AC77 Полиолефиновый праймер на основе гептана для цианоакрилатных адгезивов. Облегчает склеивание полиэтилена, полипропилена и политетрафторэтилена.
* СУПЕР-КЛЕЙ «КОНТАКТ» + ПРАЙМЕР. Для склеивания трудносклеиваемого пластика (РР, РЕ, ABS)
corvair
17.05.2019 21:09+1Грунтовка это вещь! Лет 10 назад впервые открыл её для себя — покрасил по грунту деревянные балконные рамы. И на сегодня, несмотря на уличную эксплуатацию в резко континентальном климате, покрытие всё ещё живо, хотя и краска и грунт были самыми дешёвыми из пригодных для наружных работ. С тех пор лучше потружусь над подготовкой поверхности и вложусь в грунтовку, зато надолго забуду про перекрас, скорее надоест, чем облезет :).
akhkmed
20.05.2019 10:46Спасибо за комментарий. Как мне кажется, для покраски дерева грунтовка может быть и не нужна, если хорошо выровнять и обессмолить поверхность, поскольку краска и так немного проникает в дерево, и образует механическую связь. Хотя, конечно, некоторые сорта хвойных очень сложно обессмолить.
sappience
18.05.2019 16:30С полиэтиленом занятная история. Как правило, инструкции ко всем клеям утверждают, что полиэтилен и полипропилен не клеятся. То же повторяют и в разнообразной литературе. Не клеится, не окрашивается. Однако скотч и подобные ему клеящий составы липнут к полиэтилену будь здоров. Пакетики их Duty Free заклеиваются липкой полоской так, что расклеить не порвав их невозможно. Почему же этот эффект не могут воспроизвести традиционные клеи «из тюбика»?
steanlab Автор
18.05.2019 16:31не клеятся без грунтовок. если бы клея скотчей были в тюбиках вы бы а)не смогли их выдавить из тюбика б)не смогли бы размазать.
cck7777
19.05.2019 23:02+1Моё практическое знакомство с технологиями ремонтной покраски автомобилей (а фактически металла и пластика) привело к пониманию того, что одна из функций грунтовки — обеспечить эластичную связь между жёстким основанием и прочным лицевым слоем ЛКМ (лакокрасочного материала) с разными коэффициентами температурного расширения. Такие грунты пористые, при нанесении отличаются матовостью. Кстати, качественное (стекло)эмалевое покрытие металлов также предусматривает грунтовочный слой из тёмного пористого стеклоподобного материала. Советская «вечная» эмалированная посуда имеет выход этого слоя на поверхность в виде чёрной каёмки на бортике кастрюли/тазика/ведра/плошки.
Разумеется, для материалов с пористой поверхностью (напр. дерево, штукатурка) грунт работает «наоборот», увеличивая число точек сцепления последующих слоёв с основанием.
Зашкуривание применяют для любых прочных либо плохо смачиваемых (полиолефины, фторопласты) оснований с целью увеличить площадь сцепления с клеем или грунтом. «Ежу понятно», что при этом увеличивается и сила взаимодействий всех типов.akhkmed
20.05.2019 10:41Спасибо за комментарий. Про разные коэффициенты теплового расширения я тоже думал.
То, что я наблюдал: если покрасить некачественно, то любой небольшой скол приводит к отслаиванию краски уже большими кусками. Ультразвуковой толщиномер подтвердил, что толщина покрытия значительно меньше фабричного, и на месте скола виден голый металл, без грунтовки.
spiritus_sancti
17.05.2019 14:02Хочу про поверхностную энергию и обработку поверхности коронаторами для склейки :)
steanlab Автор
17.05.2019 16:22про коронаторы упомяну в пункте «подготовка поверхности к склеиванию»
NickViz
17.05.2019 14:43«Плитки эти отполированы и притерты так, что достаточно сильно слипаются если их приставить гладкими гранями друг к другу. На картинке тридцать шесть плиток удерживаются силами Ван-дер-Ваальса вместе:»
а не атмосферным давлением ли держится оно?.. всё таки неровности полированных пластин емним много больше 1нм, необходимого для В-д-В сил…steanlab Автор
17.05.2019 16:25уточнение принимается. атмосферным давлением и межмолекулярными силами.
ToSHiC
18.05.2019 00:00+1В целом, эффект можно наблюдать и в домашних условиях — приложить 2 куска зеркала друг к другу передней, стеклянной поверхностью. С оконными стёклами тоже получается, но уже хуже — всё же они не столь плоские, как зеркала.
Nikita_64
17.05.2019 15:00Спасибо. Хотелось бы услышать про практические рекомендации: необходимость нанесения клея на обе или одну поверхность, сжатие деталей (сила и длительность, например, для клея для резины Момент подчеркивают важность силы, а не длительности сжатия), может быть, другие советы исходя из особенности клеев.
SandroSmith
17.05.2019 15:06Практические рекомендации написаны на тюбике. И про одну/обе поверхности, и про сильно/долго, и нужно ли выдерживать между нанесением и склеиванием. А вот теоретических выкладок почему именно так — да, хотелось бы посмотреть
Nikita_64
17.05.2019 15:44Именно это и хотел попросить: как теоретически объясняются практические рекомендации, чтобы не быть учеником алхимика (делай так, потому что так надо).
klirichek
17.05.2019 20:03+1По-моему, всё это разнообразие как раз вытекает из таблицы. Где-то агдезия, где-то когезия, где-то другие явления. Универсального рецепта просто нет, всё зависит от клея и предметов.
К тому же адгезия и когезия — не "вещи-в-себе", а зависят от внешних факторов (температура и т.д.). Горячий клей из клеевого пистолета — не то же самое, что холодный. "Момент" только что из тюбика — не то же самое, что подсохший. Но при этом остывший термоклей ни к чему не липнет; надо греть! А подсохший "момент" наоборот, именно в этом виде и готов к непосредственному склеиванию. А "десмокол" — вообще загадка; сперва подсушить, потом "активировать" нагревом, и только тогда он вообще клеит.Gutt
18.05.2019 22:00Десмокол, он же Уран, он же SAR-306, вполне клеит и без активации. Просто нужно его совсем немного подсушить и сильно сжать детали, но:
- время сжатия значительно увеличивается. до часов, потому что нужно ждать, пока клей внутри соединения высохнет, а не просто остынет, как при активации температурой;
- возможно, прочность меньше, и нагрев запускает дополнительный процесс полимеризации.
corvair
17.05.2019 17:14идет по пути увеличения экологичности (часто, кстати, в ущерб прочности соединения)
Кстати, распространённая хрень, вспомните тот же RoHS — лазерные принтеры HP, выпущенные во второй половине нулевых почти все списаны после полных отказов или мучений с плавающими глюками, а выпущенные ранее пашут и пашут вплоть до моделей середины 90х. И в целом это касается практически всей электроники, не только бытовой.
С тех пор трижды подумаю, прежде чем связываться с чем-нибудь с надписью «Eco» или пресловутыми зелёными листиками. Слишком уж часто выходит наоборот — «экологичное» изделие изначально хуже по качеству, быстро выходит из строя, неремонтопригодно и в конечном итоге со свистом летит в утиль.steanlab Автор
17.05.2019 17:14согласен. имхо «eco» можно рассматривать только применимо к продуктам питания, но с обязательно проверкой ;)
sanalex76
18.05.2019 12:15+1Думаю, в приведенном примере дело не в Еко, а в программируемом старении. Производителю не выгодно, чтобы устройство служило слишком долго.
safari2012
17.05.2019 17:37+1Отличная тема, продолжайте, не бросайте пож-та. Посоветуйте чем лучше приклеить экран проектора (баннерная ткань — либо ПВХ, либо ПВХ на полиестерной сетке) на бетонную стену?
Стена зашпаклевана под обои.rPman
18.05.2019 08:47У меня появилась мысль, а если использовать натяжной потолок и соответствующие крепежи? зачем клеить на потенциально неровную поверхность (либо выравнивание которой обойдется в дополнительную копеечку) когда можно натянуть идеально ровную и белую поверхность.
kisaa
19.05.2019 14:42Было такое на Хабре:
https://m.habr.com/ru/post/402117/
(листать до собственно натяжного потолка)rPman
19.05.2019 21:59там самое главное крепежи нормальные не использовались, что то изобреталось на коленке
carpaccio
17.05.2019 18:13Самый важный теоретический вопрос склеивания это «прижимать или не прижимать?» И если надо, то как сила прижима влияет на прочность соединения?
steanlab Автор
17.05.2019 18:19клеи реагирующие на прижим — отдельная тема. будет освящена
200sx_Pilot
18.05.2019 04:38Фиксаторы резьб — из этих будут?
steanlab Автор
18.05.2019 12:15ваши фиксаторы резьб — «анаэробика» в таблице. так что будут, немного позднее
MaxDamage
17.05.2019 19:17Притом адгезия сильнее когезии, иначе бы капли не смогли формироваться, т.е. дождевая вода бы просто растекалась ровным слоем по стеклу, формируя некое подобие масляной пленки на воде.
Не наоборот?
В куске железа, наоборот, невероятно сильные когезионные взаимодействия (ответственные за связь атомов), притом настолько это «вещь в себе», что от нее практически нереально добиться адгезии к какому-либо другому внешнему материалу
А не в пластичности дело? Если напылить железо, оно вполне неплохо держится и на других металлах и на стекле.
И, скорее всего, оксиды на поверхности тоже создают проблемы.
borovichok13
17.05.2019 20:41+2Адсорбция, как известно, делится формально на 2:
физическую и химическую. Разница между ними только в энергии связи между атомом(молекулой) с поверхностью. Четкой границы между физической адсорбцией и химадсорцией — нет. Тем более, что на это четко намекает таблица (физические+химические связи). Строго говоря, все связи физические, а не химические: все определяется перераспределением электронной плотности валентных электронов в области связи атом(молекула) — поверхность. Поэтому и пишут не зависимо от типа связи: адсорбированные атомы(молекулы).
1 нм между поверхностью и адсорбированной частице — это очень большое расстояние. Характерные расстояния — порядка нескольких Ангстрем.
Откуда появилась такая неграмотная картинка с адсорбцией, хемосорбцией, диффузией?
Надпись, где хемосорбция — должна быть надпись диффузия, она прекрасно иллюстрирует процессы диффузии.
Картинка диффузии, она непонятно что иллюстрирует: так диффузия не происходит. Больше похоже на начало броуновского движения.
Картинка с физической адсорбцией. Надо было бы нарисовать несколько кружков над поверхностью на большом расстоянии от нее. А вот для химической адсорбции надо было бы эти кружки нарисовать ближе. Это если сильно упрощенно.
Как перерисовать картинку с механической свиязью — не знаю.steanlab Автор
18.05.2019 12:26ну «я художник
адсорбционщик— я так вижу» :) но спасибо за замечания, что-то в них, безусловно, есть. Картинка ж не для «ВАК-овской комиссии», для наглядности. Свою роль выполняет
setflag
17.05.2019 20:41А можете освЕтить какие клея действительно подходят для склеивания посуды, которая контактирует с пищей и чтоб прочно было? Склеивать надо дерево, стекло. Обычная эпоксидка не подходит. Titebond 3 как-то странно позиционируется, вроде для посуды применим, но прямой контакт с пищей не рекомендуется. Что это за посуда, которая напрямую с пищей не контактирует?
Meklon
17.05.2019 21:33Ручку например приклеить. Контакта с продуктом нет. А что у тебя за посуда? Керамика?
setflag
18.05.2019 09:58Керамика тоже.
Знакомый начал делать торцевые разделочные доски, говорит, что склеивает Titebond 3. Но при разделке или нарезке существует прямой контакт с пищей, допустимо ли это с Titebond 3.
Эпоксидка тоже вопросы вызывает. Клинок в ручку вклеить, там между клинком и больстером минимальный зазор, но подогретая эпоксидка прет из всех щелей. Если резать мясо, то больстер прямо контактирует с продуктом. Вроде как после полимеризации считается, что эпоксидка безопасна, но слабо верится. Сам сталкивался с тем, что наша эпоксидка не «встала» за положенный срок, хотя я всегда смолу подогреваю и шприцем дозирую и смолу и отвердитель. Эпоксидка стала как пластилин, где-то за месяц затвердела, но что внутри — неизвестно. На заводе сказали: опс, неправильная инструкция в упаковке, делайте как всегда 1:10. Сделал, стало лучше, но все равно не «встает» как надо. Купил DonDeal, но 30-минутную ее сложно найти, с быстрыми работать неудобно. DonDeal полимеризируется как по часам, но ничего про безопасность не сказано.
APLe
18.05.2019 11:09Лайфхак: каплю смешанной эпоксидки капнуть на фольгу, прогреть зажигалкой до вскипания и охладить. Через минуту она затвердеет до той консистенции, до которой в норме дойдёт через сутки. Если консистенция не нравится – добавить смолы/отвердителя и повторить.
setflag
18.05.2019 12:23Слышал о таком, но сам не пробовал. Думаю проблема в том, что пары отвердителя опасны, когда вы его нагреваете, вы усиливаете его испарение. Если на улице, то наверное ОК, если дома, то лучше не рисковать, особенно если дети бегают. Выход тут в том, чтобы использовать импортную эпоксидку. Но это все равно не снимает вопрос насколько эпоксидка (любая) безвредна после полимеризации.
steanlab Автор
18.05.2019 12:30Я бы наверное стеклянную посуду не клеил, а если бы и клеил, то УФ-сшиваемым акрилом. А дерево — резорцинформальдегидной смолой. Но конкретику посоветовать сложно — много производителей и много разных вариаций таких клеев.
areht
18.05.2019 15:57А почему вообще посуду эпоксидкой нельзя? Она же после затвердевания не должна ничего выделять
steanlab Автор
18.05.2019 16:32почему нельзя, можно. опасна там не столько эпоксидка, сколько ее аминные отвердители. Однокомпонентные же эпоксиды либо редки, либо обладают слабой проникающей способностью
areht
18.05.2019 17:01а что происходит с отвердителем после отверждения? особенно, если пропорции не выдержать?
steanlab Автор
18.05.2019 17:17если меньше чем нужно может «застывать годами» или дать шов слабой прочности, если дать больше- начнет парить/вонять аммиаком, корродировать близлежащие металлы и т.п. Много вариантов не особо приятных.
VT100
19.05.2019 12:51А можете освЕтить какие клеИ действительно подходят для склеивания посуды, ...
Примета, кстати, недвусмысленно запрещает склеивать битую посуду — только на выброс.
vvzvlad
20.05.2019 14:59Примета, кстати, недвусмысленно запрещает склеивать битую посуду — только на выброс.
Вывод: предкипользовались wifiзнали о опасности эпоксидки
APLe
17.05.2019 23:46Упомянутые дорожки, кстати, образуются из-за того что при попадании капель на окно молекулы воды отрываются от проходящих капель и захватываются стеклом.
А кстати, почему молекулы отрываются от капель, если когезия сильнее адгезии?
Hvorizmy
17.05.2019 23:53+1Если позволит объём статей и есть возможность обобщения по группам хотя бы плюс-минус лапоть, напишите, пожалуйста, про то, какие деформации наиболее устойчивы для данного клеевого соединения (например, цианакрилаты, емним, хорошо держат на отрыв, но плохо сопротивляются сдвигу). И спасибо за хорошие статьи)
Barafu_Albino_Cheetah
18.05.2019 00:44Постоянно вижу, как люди мажут "Моментом 88" одну половинку соединения, сразу прижимают и ждут чуда. А чуда нет. А потом — клей плохой.
singeorange
18.05.2019 07:34Спасибо за статью!
Храню клеи (моментальные) в холодильнике. Правильно? Надо перед применением согревать?steanlab Автор
18.05.2019 12:20спасибо за отзыв.
моментальные цианакрилаты или эпоксидные «секунда»? цианокрилатам в принципе от температуры ни холодно, ни жарко, а вот в случае эпоксидов разница есть, зависящая от типа клея
cck7777
19.05.2019 23:18+1Цианакрилаты твердеют от влаги (при хранении — влаги воздуха). [А ещё очень быстро — от спиртов (попробуйте).] Влажность воздуха в современном холодильнике зачастую ненамного отличается от влажности воздуха помещения в котором он стоИт («плачущие испарители»). Зато в морозилке пусть не относительная, но уж абсолютная влажность гораздо ниже, и «суперклей» хранится десятилетиями (в конце концов теряя способность затвердевать). У 1-к полиуретанов механизм схожий, но ручаться за результат не могу.
Эпоксидку (ту, что подороже) храню в холодильнике. Не забываем про влияние температуры на скорость большинства из знакомых нам химических реакций.
После извлечения перед вскрытием согревать желательно всё, дабы избежать увлажнения конденсатом.steanlab Автор
20.05.2019 00:31верное абсолютно замечание. в сегодняшней статье даже целый спойлер отведен под эту тему.
DmitrySpb79
18.05.2019 10:50я пишу сейчас химическую статью на хабр, а не протираю штаны за разработкой или тестированием
Да-да, все считают что программисты штаны протирают зря :)))
rass5000
18.05.2019 12:23+1Хорошая статья, приятный язык повествования, отличный юмор и наглядные примеры. Спасибо.
После прочтения многие моменты стали ясны, как говорится «пазл сошелся». Про адгезию клея все знают, а вот про когезию, в моем случае, я лишь догадывался, что какое-то явление должно присутствовать, чтобы клей не разошелся по своему слою. Это можно наблюдать при проверке склеенных объектов, когда слой клея либо вырывает «с мясом» один из объектов, либо когда оба объекта расходятся по слою клея.
1. Возникает вопрос, как влияет на качество склеивания толщина клеевого слоя?
Если смотреть на туже каплю воды на стекле, то если приложить второе стекло сверху, и дать капле растечься тонким слоем между стеклами, то рассоединить стекла будет трудно. Хотя, если будет более толстый слой воды, то сделать это уже легко. Значит ли, что на когезию влияет толщина слоя клеющего вещества?
2. Еще вопрос — обезжиривание склеиваемых поверхностей. Насколько критично влияет тонкая пленка жира на адгезию? И почему тогда клей так сложно прилипает (адгезиреует) к жирной поверхности склевываемых объектов, но так легко приклеивается к жирным пальцам рук?
3. Из второго вопроса возникает еще интересная тема «антидоты» клею — вещества, которые препятствуют склеиванию и низкой способностью прилипанию к ним (жирная пленка, тефлоновая пленка (фторопласт), водо-грязе-отталкивающие покрытия.steanlab Автор
18.05.2019 12:46Спасибо за отзыв.
1. Зависит от клея, но в целом, эффективность склеивания очень относительная величина, потому что зависит от многих факторов. Как и силы когезии в слое клея. Важно каким силам (вес и т.п.) они должны будут противостоять.
2. Прилипает по разному, потому что «жиры» разные. Скользкий не всегда равно «жирный для клея». В моем понимании слова жирный — это что-то углеводородное, смазочное. Потожировые выделения на пальцах, к примеру, тот же цианокрилат еще и быстрее склеят. Т.е. очень тяжело обобщить на все множество клеев, в каждом случае будет по разному.
3. На самом деле, эти «антидоты клея» или антиадгезивы — они уже везде вокруг нас. Смотрите — мучная посыпка при раскатывании теста, подсолнечное масло на сковородке для жарки блинов, рахат-лукум обвалянный в крахмале, тысячи их.
Но спасибо за замечание, обязательно остановлюсь на этих веществах подробнее.
Hoboo
18.05.2019 21:02В нижней табличке о соединяемых материалах отсутствует «кожа».
Пожалуйста, добавьте несколько строк о склейке кожи.steanlab Автор
18.05.2019 21:07кожа-кожа? или разнородные материалы? какие требования к клеевому шву?
Hoboo
19.05.2019 09:46Да, кожа-кожа — стачивание. На кожевенных форумах все клеи перечисленные ниже считаются моветоном. Советуют как правило клей от одного производителя Kenda Farben наиритовый. При этом наиритовые клеи других производителей не приветствуются. Хочется понять насколько обоснована и оправдана рекомендация так как Kenda продается в специализированных магазинах, а например «Момент» или «88» в любом.
steanlab Автор
19.05.2019 13:14ну пусть наирит от Kenda лучший, значит нужен полихлоропрен полимеризованный при низкой температуре. Я конечно могу и ошибиться, но по-моему, 88 который продается у нас — полиуретан. Здесь нужно местную (в магазинах города) поисковую работу провести по чтению составов.
BigBeaver
18.05.2019 21:17Если имеете ввиду клеевое стачивание, то банально моментом.
Gutt
18.05.2019 23:26Под маркой «Момент» сейчас выпускается множество клеев — цианакрилатных, полиуретановых (Кристалл) и всяких каучуковых (88, Резиновый). Вы какой из них имели в виду? Я, кстати, хорошего клея для кожи так и не подобрал. Полиуретановые (Момент Кристалл, SAR-306) гладкую кожу нормально не держат. Цианакрилаты не подходят из-за низкой водостойкости. Момент Марафон пока не пробовал.
BigBeaver
18.05.2019 23:46Ну вот я обычно момент кристалл для кожи беру. Но после проклейки все прошивается.
Что вы называете гладкой кожей? Кожу с подшлифованной поверхностью? Кожу с покрытием? С ПУ, с эмульсионным? Есть мнение, что в случае кожи с покрытием отлипает само покрытие от кожи. Как с оцинкованных деталей может цинк слезать на паяных соединениях.
cck7777
19.05.2019 23:25+1Не похвалю цианакрилат для кожи, но хочу отметить, что долгая просушка при повышенной температуре (ночь на 90-градусной батарее ЦО зимой) значительно увеличивает прочность в «мокром состоянии» склеенной им обуви.
uterr
18.05.2019 22:02+1Спасибо за статью, интересно.
Если можете, подскажите, а чем клеить полиуретан к полиуретану? Какой именно по составу неизвестно, такой, например: elastoform.com.ua/p16215548-poliuretan-modelnyj-litevoj.html
Клеится хорошо из доступных мне клеев только цианакрилатным суперклеем, все остальное от него отлипает :) варианты эпоксидок, правда, не пробовал, детальки соединенными вместе держать часами не получитсяsteanlab Автор
18.05.2019 22:32+1а почему полиуретан к полиуретану не приклеить полиуретаном (пеной хотя бы монтажной, попробовать)? есть какие-то ограничения?
uterr
18.05.2019 23:00детальки очень мелкие, если взять тот же литьевой полиуретан, то он то жидкий, то уже сразу твердый, не получится приложить, подождать и чтобы склеилось
steanlab Автор
18.05.2019 23:15а чем не устраивает цианоакрилат/суперклей? Возьмите гель, с микрокапсулами. Он позволяет подвигать деталь как нужно и нажимом зафиксировать, т.е. «схватится, когда нужно пользователю».
BigBeaver
18.05.2019 23:19-1Монтажная пена, вроде, разводится то ли уайт-спиритом то ли ацетоном. На баллонах написано, емнип.
Gutt
18.05.2019 23:28А полиуретановые клеи (Момент Кристалл) тоже не липнут? Полиуретановый герметик (Soudaflex 40FC, к примеру)?
DaneSoul
19.05.2019 09:42А чем можно смывать вот ту редкостную липкую гадость, которой клеят этикетки на посуду и прочие вещи?
cck7777
19.05.2019 23:33+2«Жирные» неполярные растворители. Бензин «Галоша» (он же «антисиликон») очень хорош, но неудобен — быстро испаряется. В хозмагах весьма доступен уайт-спирит, но вонюч. Вероятно, хороши керосины — осветительный, авиационный, но я не общался с ними. А вот как-то мне достался остаток дорогого очищенного керосина с мягким запахом «жидкость для розжига» (мангалов), это был супер. К сожалению после его израсходования в «Магните» под видом жидкости для розжига мне попались отходы спиртзавода («сивуха», смесь жирных спиртов и пр.). Тоже работает, но по-другому и воняет.
vvzvlad
20.05.2019 15:43В чид есть «Средство для удаления наклеек»: www.chipdip.ru/product0/9000080507
Работает замечательно.
romixlab
21.05.2019 08:20А не подскажите скотч, который бы хорошо прилипал к фанере? Делаем изделия из декора и приходится долго и муторно делать это горячим клеем…
tvr
Шикарно, просто шикарно.
Отлично написано, читается как качественный худлит.
Спасибо огромнейшее, с нетерпением ожидаю продолжения.
Хабр торт!
steanlab Автор
Спасибо! Дальше пойдет уже менее худлит, но более практически применимо.