Вопрос по клеям УФ-отверждения

Вопросы, связанные с химией вообще. Вы можете задать здесь свой вопрос, и мы постараемся на него ответить.
General chemical questions go here
Micmick
Сообщения: 30
Зарегистрирован: Вт окт 31, 2017 2:25 pm

Re: Вопрос по клеям УФ-отверждения

Сообщение Micmick » Чт май 10, 2018 2:22 pm

Продолжаются эксперименты.
Эксперименты ведутся с клеем ЭЛ-2 (НИИ ПОЛИМЕРОВ).

После нескольких неудачных экспериментов по склейке стеклянной пластины (толщина 3 мм) и пластины стеклотекстолита (из-за неровности пластины текстолита соединение разрушалось при попытке установки на вибрационный стенд), решено проводить модельную склейку деталей с одинаковым КТЛР. Склеиваем две стеклянные пластины, прозрачные, полированные, из стекла М1, вырезанных из одной заготовки. Квадратная пластина 90х90 мм и квадратная пластина 120х120 мм. Sсоед.=8100 мм^2. Пластины клеились таким образом, чтобы меньшая была наклеена в центр большей детали.

Было подготовлено 3 образца:
Образец 1. Склейка экспонированная 120 секунд. С предварительным обезгаживанием клея при P=5÷20Па, 20 минут. Перед испытаниями склейка выдерживалась 10 суток при НУ. При монтаже допущен брак в виде пузыря S около 100 мм^2;
Образец 2. Склейка экспонированная 120 секунд. С предварительным обезгаживанием клея при P=5÷20Па, 20 минут. Перед испытаниями склейка выдерживалась 1 день при НУ;
Образец 3. Склейка экспонированная 120 секунд. Без обезгаживания. Перед испытаниями склейка выдерживалась 1 день при НУ.

После склейки проведены испытания по следующему плану:

№ Режим
п/п
1 Испытания на воздействие температуры + 70°С, 3 часа
2 Испытания на воздействие температуры - 65°С, 3 часа
3 Испытания на воздействие температуры + 70°С, 8 часа
4 Испытания на воздействие температуры - 65°С, 3 часа
5 Термоудар - 65°С -- + 70°С
6 Термоудар - 65°С -- + 70°С

Результаты
После п.2 в клеевом соединении (ближе к центру детали) Образца 3 появился пузырь S около 200 мм^2.
После п.3 на Образце 3 появился ещё один пузырь (S сравнима). В клеевом соединении (ближе к центру детали) Образца 2 появился пузырь S около 150 мм^2.
После п.5 на Образцах 2,3 - без изменений. В клеевом соединении (Край верхней пластины по двум сторонам) Образца 1 образовалось расслоение.

Предполагаю следующие зависимости:
1)Очевидная. Сравнение образцов 1,2 против образца 3 Наличие дефектов(пузырей) после испытаний, при условии склеивания без брака, зависит от дегазации и её степени.
Степень дегазации понятие конечно не точное, но со временем и с наличием соответствующего измерительного оборудования будет уточнено.
2)Не очевидная. Сравнение образца 1 и образца 2. Увеличение времени выдержки готового клеевого соединения перед испытаниями способствует снижению дефектов в массе клея. На образце 1 так и не появились пузыри в массе клея.

Дальнейшие шаги:
1)Получить образцы с существенно большим временем экспонирования - 600 сек, 1200 сек.
2)Выдержать образцы с большим временем выдержки 10 суток
3)Получить образцы с большим временем экспонирования, но без выдержки и сравнить их на испытаниях.

Micmick
Сообщения: 30
Зарегистрирован: Вт окт 31, 2017 2:25 pm

Re: Вопрос по клеям УФ-отверждения

Сообщение Micmick » Чт май 17, 2018 8:38 am

У всех клеёв (за исключением одного), которые я испытывал есть одна особенность - после полимеризации на поверхности клея остаётся жидкий слой. Имею в виду те случаю когда слой клея облучается на прямую, без наложения деталей сверху. Сейчас эксперименты проводятся с избытком клея и в любом случае клей вытекает за края. Так что наблюдать свободно облученный клей получается часто.
Жидкий слой достаточно высокой вязкости чтоб не растекаться. Со всех клеев слой стирается по-разному. Стираю спиртом этиловым. С одних клеев слой стирается и поверхность затвердевшего клея остаётся вязкой/липкой, а с последнего (ЭС-2) - под жидким слоем - полимеризовавшийся клей твердый и упругий (как, в моём понимании, и должен быть "полимер").
Временем экспонирования можно добиться уменьшение толщины жидкого слоя, но не возможно избавиться от него целиком.
Что же это за жидкий слой?

Greggon
Сообщения: 84
Зарегистрирован: Ср мар 23, 2005 11:58 am
Контактная информация:

Re: Вопрос по клеям УФ-отверждения

Сообщение Greggon » Чт май 17, 2018 9:17 am

Micmick писал(а):
Чт май 17, 2018 8:38 am
Что же это за жидкий слой?
Недополимеризовавшийся олигомер. Из-за кислорода воздуха, который препятствует радикальной полимеризации. Чтобы его не было, можно использовать три подхода - либо при полимеризации смесь закрывать кварцевым стеклом, предварительно обработанным антиадгезионным составом, чтобы его можно было отделить после полимеризации, либо значительно увеличить интенсивность ультрафиолета для ускорения процесса (не время экспонирования, а именно интенсивность), либо вести отверждение в безкислородной среде (например, в атмосфере азота).
Зовут меня Григорий Адамов, выпуск Химфака МГУ 2001 года

Micmick
Сообщения: 30
Зарегистрирован: Вт окт 31, 2017 2:25 pm

Re: Вопрос по клеям УФ-отверждения

Сообщение Micmick » Чт май 17, 2018 9:50 am

Greggon писал(а):
Чт май 17, 2018 9:17 am
Micmick писал(а):
Чт май 17, 2018 8:38 am
Что же это за жидкий слой?
Недополимеризовавшийся олигомер. Из-за кислорода воздуха, который препятствует радикальной полимеризации. Чтобы его не было, можно использовать три подхода - либо при полимеризации смесь закрывать кварцевым стеклом, предварительно обработанным антиадгезионным составом, чтобы его можно было отделить после полимеризации, либо значительно увеличить интенсивность ультрафиолета для ускорения процесса (не время экспонирования, а именно интенсивность), либо вести отверждение в безкислородной среде (например, в атмосфере азота).
Сейчас склеиваю следующим образом:
1)наношу слой клея на подложку;
2)ставлю подложку в вакуумную камеру и обезгаживаю клей до полного отсутствия пузырей;
3)достаю подложку из камеры;
4)накладываю на клей деталь-стекло;
5)облучаю.
С такой технологией, как бы я аккуратно не устанавливал делать на клеевой слой (деталь площадью 80х80мм=6400 мм^2), попадёт атмосферный газ в клеевое соединение. Хотя в этом деле я добился успехов и склейки получаются без пузырей. Но как указал ранее, пузыри появляются из массы клея.
Если предположение, что выдержка облученной сборки при НУ, влияет на уменьшение появления пузырей. Сейчас 10 дней выдерживаются 3 склейки с разными экспозициями.

Micmick
Сообщения: 30
Зарегистрирован: Вт окт 31, 2017 2:25 pm

Re: Вопрос по клеям УФ-отверждения

Сообщение Micmick » Чт май 17, 2018 10:55 am

Похоже намечается некоторое непонимание. Сейчас проблема в том, что в тонком клеевом слое между двумя стёклами после облучения при испытаниях появляются пузыри. При этом пузыри точно не были занесены при монтаже. Источник пузырей - растворенный в клее воздух. И для меня ключевой вопрос сейчас звучит так:
"Возможно ли удержать в массе клея этот растворенный воздух дальнейшей выдержкой (дополимеризацией)?"

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 10268
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Вопрос по клеям УФ-отверждения

Сообщение avor » Чт май 17, 2018 11:42 am

Если у вас в слое клея остались микропузырики воздуха невидимые глазу вокруг них клей не заполимеризуется. Во время испытаний при нагреве и механических нагрузках давление внутри микропузырька возрастает газ раздвигает незаполимеризовавшийся клей и образуется уже "немикро" пузырь, видимый глазом.
Как вам уже советовали, после дегазирования вакуумную камеру надо наполнять не воздухом, а инертным газом азот, аргон, пропан/бутан, двуокись углерода. Причем полезно будет дегазирование и заполнение повторить в несколько циклов (2-3раза)
Саму полимеризацию тоже желательно вести в атмосфере инертного газа. Тогда и количество пузырей сократится и полимеризация на краях, контактирующих с атмосферой будет полной.

Greggon
Сообщения: 84
Зарегистрирован: Ср мар 23, 2005 11:58 am
Контактная информация:

Re: Вопрос по клеям УФ-отверждения

Сообщение Greggon » Чт май 17, 2018 2:12 pm

Micmick писал(а):
Чт май 17, 2018 9:50 am
Сейчас склеиваю следующим образом:
1)наношу слой клея на подложку;
2)ставлю подложку в вакуумную камеру и обезгаживаю клей до полного отсутствия пузырей;
3)достаю подложку из камеры;
4)накладываю на клей деталь-стекло;
5)облучаю.
С такой технологией, как бы я аккуратно не устанавливал делать на клеевой слой (деталь площадью 80х80мм=6400 мм^2), попадёт атмосферный газ в клеевое соединение. Хотя в этом деле я добился успехов и склейки получаются без пузырей. Но как указал ранее, пузыри появляются из массы клея.
Если предположение, что выдержка облученной сборки при НУ, влияет на уменьшение появления пузырей. Сейчас 10 дней выдерживаются 3 склейки с разными экспозициями.
Мой опыт говорит о том, что обезгаживать надо не нанесенный клей на подложку, а весь исходный объем клея. Т.е. операции 1 и 2 поменять местами. И при нанесении на подложку не применять методы, которые дают пузыри в процессе нанесения. Правда, в моем случае это было делать очень просто, как как площади не такие большие. Либо другой путь - критично увеличить стадию 2 по времени (в несколько раз, на порядок...). Потому как невидимые глазом микропузыри могут приводить ко всем наблюдаемым эффектам, а удалить их из вязкой среды клея очень непросто.

P.S. Есть еще влияние усадки клея при полимеризации - этим может быть объяснено разбитое стекло в одном из выше описанных экспериментов, но усадка не приводит к формированию именно пузырей.
Зовут меня Григорий Адамов, выпуск Химфака МГУ 2001 года

Greggon
Сообщения: 84
Зарегистрирован: Ср мар 23, 2005 11:58 am
Контактная информация:

Re: Вопрос по клеям УФ-отверждения

Сообщение Greggon » Чт май 17, 2018 2:16 pm

Micmick писал(а):
Чт май 17, 2018 10:55 am
Похоже намечается некоторое непонимание.
Первый вопрос был о "жидком" слое при полимеризации "без наложения деталей сверху". Это чтобы недопонимания не было. И это недополимеризованный олигомер/мономер.
На второй, сложный, не отвечаю ( с ) (шутка). Мое мнение в предыдущем посте.
Зовут меня Григорий Адамов, выпуск Химфака МГУ 2001 года

Ответить

Вернуться в «общехимические вопросы / general chemical issues»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: gendos, Google [Bot], Google Adsense [Bot] и 3 гостя