Теоретические основы процесса склеивания изделий из кожи

"Теоретические основы процесса склеивания изделий из кожи"

3.1  Общие сведения

Клеевыми называют такие методы крепления, при которых в ка­честве крепителя используется клей, а скрепление осуществля­ется склеиванием. В основе склеивания лежит явление, назы­ваемое адгезией, или прилипанием. О физической природе этого явления пока нет единого мнения; существуют различные тео­рии адгезии, гипотезы, а в связи с этим неизбежны и различ­ные определения адгезии как явления.

С точки зрения технологии изготовления изделий адгезию удобно характеризовать как связь между приведенными в кон­такт разнородными поверхностями.

Адгезия (прилипание)- сцепление молекул на поверхности соприкосновения двух тел, отличающихся друг от друга химическим составом (например, между склеиваемым материалом и клеем).

В отличие от адгезии когезией называют связь между струк­турными элементами (атомами, молекулами, ионами) внутри однородного тела, а аутогезией (самослипанием)—связь, воз­никающую на границе между приведенными в контакт одно­родными поверхностями, например между пленками одного и того же клея, нанесенного на две склеиваемые поверхности. Та­ким образом, аутогезию в некотором смысле можно считать частным случаем адгезии.

В литературе по склеиванию клей иногда называют адгезивом, а склеиваемый материал — субстратом.

В обувной и кожгалантерейной промышленности мы сталки­ваемся со всеми областями проявления адгезии: со склеиванием, с отделкой с помощью покрытий и, наконец, с при­менением многочисленных композиционных материалов (напри­мер, синтетических кож, картонов, резин).

Прочность любого клеевого соединения в первую очередь зависит от адгезии и когезии применяемого клея - адгезива.

3.2   Прочность   и   разрушение   клеевых   соединений

Разрушение клеевых соединений мо­жет происходить по адгезиву, по субстрату, а также по меж­фазной границе между ними. В зависимости от того, по каким местам происходит разрушение, его можно классифицировать по видам следующим образом (рисунок. 3.1): адгезионное (I); аутогезионное (II); когезионное по адгезиву (III), по субстрату (IV) (имеется в виду разрушение по субстрату в той его части, которая на­ходится в непосредственной близости к клеевому соединению, так что на ее напряженное состояние оказывает влияние клеевое соединение, разрушение по субстрату вне этой зоны не следует относить к разрушению клеевых сое­динений), или по тому и другому (V); смешанное, происходящее частично когезионно и частично адгезионно либо аутогезионно (VI).

На рисунке 3.1 приведены условия реализации различных ви­дов разрушения, выраженные через соотношения прочности эле­ментов клеевого соединения и адгезионной (в частном случае аутогезионной) прочности. Вид разрушения зависит в значитель­ной мере от применяемого адгезива, от технологии склеивания и способа приложения нагрузки, другими словами, от характера работы клеевого соединения.

1 — субстрат; 2 — адгезив. Индексы при прочности Р  означают виды разрушения: адгезионное (АДГ), аутогезионное (АУТ), когезионное по адгезиву (КА); по суб­страту (КС)

Рисунок 3.1—Виды разрушения клеевых соединений

Вид разрушения следует учитывать при оценке результа­тов испытания клеевых соединений на прочность. Это дополни­тельная качественная характеристика прочностных свойств кле­евых соединений наряду с принятой для данного испытания ко­личественной характеристикой (например, нагрузкой в момент разрушения).

Для ответственных  клеевых соединений приемлемым может быть только когезионное разрушение вида IV или V (рисунок 3.1), и только такие клеевые соединения можно считать достаточно надежными. В то же время для менее ответственных клеевых соединений вполне приемлемо когезионное разрушение по адгезиву (III) либо смешанное разрушение (VI). Для вспо­могательных клеевых соединений разрушение может быть коге­зионное по адгезиву (III), смешанное (VI), а иногда адгезионное (I), если клеевое соединение носит временный характер (например, предварительное клеевое соединение деталей верха при сборке заготовок ниточными швами). Аутогезионное разру­шение (II) в любом случае является неприемлемым и свиде­тельствует о неправильно проведенном процессе склеивания.

Выбирать адгезив и проектировать технологический процесс склеивания следует, руководствуясь изложенными 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.

3.3  Формы связи между адгезивом и субстратом

Адгезия представляет собой суммар­ный эффект локальных взаимодействий, эффект возникновения связей на микроучастках между отдельными атомами, их груп­пами, ионами, фрагментами макромолекул. Теперь остается вы­яснить, каковы эти взаимодействия и связи.

Условно по величине энергии возникновения или разруше­ния связей эти взаимодействия можно подразделить на сла­бые— между молекулами или фрагментами макромолекул, на­зываемые межмолекулярными, и сильные — между атомами, ионами, радикалами, называемые межатомными, или химиче­скими (химическая связь).