в чем измеряется вязкость клея
Вязкость клея
Важной характеристикой при выборе клея является его вязкость перед его отверждением. Простое определение вязкости — это текучесть. Имеющиеся в продаже клеевые системы имеют вязкость, которая варьируется от водоподобных жидкостей до смолы. Характеристика обычно измеряется в сантипуазах (сП) или миллипаскаль-сек. (МПа • с).
В некоторых клеевых составах тип вязкости указывается в названии: PURAFLEX 9132 — Специальный гибридный вязко-жидкий индустриальный клей широкого спектра применения
Для измерения текучести клея используется вискозиметр. Вязкость влияет на способ нанесения клея. В общем, низковязкий адгезив легко наносится при температуре окружающей среды с минимальным давлением, но может потребовать фиксация или крепления для ограничения нежелательного вытекания. Измерения обычно проводятся с постоянной скоростью протекания. Не удивительно, что вязкость сильно зависит от температуры. Как правило, при каждом повышении температуры на 10 ° С вязкость уменьшается примерно на 40-50%. Высокоактивные клеи называются тиксотропными. Поток зависит от текучести, что означает, что вязкость уменьшается с высокой скоростью текучести и обычно является самой высокой в состоянии покоя. Добавки позволяют регулировать вязкость.
Наиболее широко используемыми сотрудниками контроля текучести являются мелкодисперсные силикаты высокой чистоты, некоторые из которых покрыты гидрофобными силиконами, чтобы облегчить их применение. Однако большинство адгезивов не содержат неорганических наполнителей.
Данный материал является интеллектуальной собственность компании ООО «СДМ-ХИМИЯ».
Любое использование Материалов допускается только c указанием источника информации
Автор: Юхов Максим Петрович
Склеивание деталей и оклеивание поверхности
Чтобы получить прочное клеевое соединение, нужно перед употреблением исследовать качество клея.
Определяются технические свойства клея, т. е. концентрация, вязкость, скорость высыхания, кислотность и время пригодности клея, а также прочность склеивания и свойства клеевого шва, например гибкость, эластичность, твердость, водоустойчивость, устойчивость против воздействия микроорганизмов, высокой и низкой температуры. Исследования имеют особое значение при использовании новых клеев.
Определение концентрации клея
Известны другие способы определения концентрации путем подсчета удельного веса клея либо перегонки воды из взвешенного пробного количества клея.
Определение вязкости клея
Вязкость клеев зависит от температуры, а поэтому исследование вязкости нужно проводить при постоянной температуре. Относительная вязкость клея показывает, во сколько раз вязкость данной жидкости выше или ниже вязкости другой жидкости, взятой за эталон. Самым простым способом определения вязкости является определение с помощью шарика. Вязкость определяется временем прохождения стального шарика с массой 2,064-2,054 г и диаметром 7,8 мм через слой клея толщиной 212 мм. Вязкость определяют при температуре 20° в вертикальной трубке диаметром 2,5 см и длиной 30-35 см. Шарик опускают с высоты 2 см.
Вязкость определяют также при помощи специальных аппаратов, называемых вискозиметрами.
Определение скорости высыхания клея
Скорость высыхания клеев определяют при помощи стеклянной плитки размером 6X8 см, на поверхность которой выливают от 4 до 6 г клея. Скорость высыхания определяется промежутком времени от момента покрытия клеем до момента, когда зерна высушенного кварцевого песка величиной 0,1-0,3 мм при определенной температуре перестают прилипать к поверхности пленки.
Определение кислотности клея.
Время пригодности клея измеряется отрезком времени от момента изготовления клея до момента, когда клей утрачивает по меньшей мере 50% своих клеящих свойств.
Определение прочности клеевых швов и соединений.
Клеевой шов чаще всего подвергается сжатию, поэтому очень важным показателем качества клея является прочность шва на разлом, для определения которой устанавливается сила, необходимая для разлома клеевых соединений при сжатии.
Кроме определения прочности на разлом, очень важно определить прочность на раскалывание. Различают раскалывание по дереву, по дереву и клею, по клею.
Если говорят о раскалывании по дереву, то подразумевают, что клеевые соединения имеют большую прочность на разлом, чем прочность исследуемой древесины. В этом случае полученные результаты не дают цифровой величины прочности клеевого шва, а характеризуют прочность самой древесины. Раскалывание по клею дает нам величину, характеризующую данный шов.
На предприятиях, где нет машины для определения прочности древесины, применяется упрощенное определение прочности клеевого шва на разлом. Исследование это производят с помощью прибора, представленного на рис. 80, б: два куска древесины склеивают в стык и укрепляют на столе так, чтобы клеевой шов приходился на край стола. На выступающую часть надевают специальный хомуток, на конец которого подвешивают грузик, причем он висит до тех пор, пока под влиянием силы шов разрушится. По виду разрушения и определяют прочность клеевого шва.
Клеи, дисперсии и отвердители: базовые термины и определения
Базовые термины и определения
Клей – вещество, обеспечивающее прочное и надежное соединение различных материалов за счёт адгезии клея к их поверхности и после претерпеваемых им изменений (высыхание, отверждение и т.п.) за счёт когезии.
Адгезия – явление, обеспечивающее первоначальное прилипание разнородных поверхностей за счет межмолекулярного взаимодействия.
Аутогезия вызывает сцепление между однородными поверхностями за счёт межмолекулярного взаимодействия, при котором сохраняется граница раздела отдельных частиц материала.
Адгезив – вещество, сцепляющее прилегающие друг к другу поверхности за счёт сил межмолекулярного взаимодействия. В технической литературе термин «адгезив» часто соответствует термину «клей». Без хорошей адгезии клеящего вещества к поверхности невозможно качественное клеевое соединение.
Когезия – связь между молекулами внутри однородного материала. Чем больше силы когезии внутри материала, тем большее усилие нужно приложить для его разрушения.
Поливинилацетатная дисперсия представляет собой жидкость, стабилизированную взвесь мельчайших твёрдых частиц полимера (поливинилацетата) в воде.
Клей ПВА – обычное название для клеев, изготовленных на основе дисперсии ПВА с применением различных функциональных добавок, обеспечивающих те или иные свойства клея.
Их функциональные показатели находятся в достаточно широком диапазоне, обеспечивая потребителю возможность выбора клея для своих целей.
Синтетический клей – общее название группы клеев, изготовленных на основании синтетических ( не природного происхождения) веществ.
Однокомпонентный (одноупаковочный) клей – представляет собой полностью готовый к применению состав.
Отвердитель – компонент, вводимый в клеи и дисперсии с целью достижения более высокого класса влагостойкости, повышения механической прочности и термостойкости клеевого шва.
Основные физико-механические показатели клеев и дисперсий:
Сухой остаток дисперсии или клея показывает содержание нелетучих веществ в клее или дисперсии.
рН (водородный показатель) отражает концентрацию ионов водорода в растворе. В водные растворы, имеющие рН около 7 являются нейтральными. По мере снижения значения рН раствор становится более кислым, по мере его увеличения – щелочным. Кислотность клея имеет значение при взаимодействии его металлами и древесиной.
Плотность – это масса, отнесённая к единице объёма, показывает сколько грамм, например, клея или дисперсии находится в одном кубическом сантиметре продукта. Необходима для расчёта расхода клея при нанесении, определении объёма тары под продукт и т.д.
Вязкость – свойство жидких тел оказывать сопротивлении перемещению её слоёв относительно друг друга. Является важной характеристикой клеев. От вязкости клея будут зависеть выбор инструмента нанесения, расход клея, поведение его на материале (сопротивление стеканию, впитывание и т.п.).
Различают вязкость условную и динамическую:
Условная вязкость определяется временем истечения определённого объёма испытуемого материала через калиброванное отверстие вискозиметра. Измеряется в секундах.
Измерение динамической вязкости во многих случаях осуществляется с помощью ротационного вискозиметра. Мировым стандартом (ASTM, DIN, ГОСТ) для данных целей является вискозиметр Брукфильда (Brookfield).
Клеящая способность – характеристика клея, отражающая механическую прочность получаемого с его помощью клеевого соединения. Определяется путём приложения нагрузки на клеевое соединение вплоть до разрушения склеенных деталей.
Время открытой выдержки – это интервал времени от нанесения клея до соединения склеиваемых поверхностей в условиях окружающей среды. Отражает время, в течение которого склеиваемые поверхности должны быть соединены для получения качественного клеевого соединения.
Время закрытой выдержки клея (закрытая выдержка) – есть время от сборки соединения (соединения склеиваемых поверхностей) до достижения полного давления в прессе.
Теплостойкость – способность клеевого соединения сохранять нормативную прочность в условиях повышенных температур, морозостойкость – в условиях пониженных.
Выбор клея на основе анализа его характеристик
При выборе клея необходимо рассмотреть и проанализировать соответствие требованиям производства основных физических и технологических характеристик клея, приведенных в его техническом описании.
Содержание
Основа материала
Основа определяет какие вещества входят в состав клеевого материала натуральные или синтетические смолы. По основе клея можно заранее сориентироваться какие материалы можно им клеить, а также оценить будущую стойкость клеевого шва и т.п.
ПВА клеи, разбавленные почти на 50% водой, отлично клеят все материалы, у которых хотя бы один является пористым и позволит уйти избытку воды из клеевого шва.
Сухой остаток
Содержание нелетучей доли полимеров. Определяется в процентах как отношение веса сухой клеевой плёнки к весу клея в жидком состоянии. Более высокий сухой остаток способствует более быстрому отверждению клеевого шва, что позволяет достигнуть качественного склеивания при снижении расхода клея и т.д.
Плотность
Вязкость
В зависимости от используемого материала и метода склеивания применяют различные по вязкости клея (для пористой древесины применяют высоковязкие клея). Менее вязкие рекомендуются для осуществления склеивания по пласти и торцевого склеивания при изготовлении мебельного щита, а также для машинного нанесения при изготовлении шипа и микро шипа.
Ph-показатель
Жизнеспособность клея
Промежуток времени, в течении которого клеевая смесь должна быть переработана. В случае превышения этого времени клеевая смесь либо теряет свои функциональные свойства по обеспечением требуемой степени водо- и термостойкости клеевого шва, либо вязкость вырастает до уровня, не позволяющего ее использовать. Для однокомпонентных ПВА с отвердителем, введённым в клей на заводе при изготовлении этот параметр равен сроку гарантийного использования продукта.
Время открытой выдержки
Необходимо для проникновения клея в поры древесины для создания качественного «клеевого замка», и характеризует время, в течение которого необходимо соединить заготовки с нанесенным на них клеем друг с другом и приложить к ним давление прессования. По окончании открытого времени на поверхности клеевого слоя образуется пленка, препятствующая качественному склеиванию деталей. Для водно-дисперсионных клеев время открытой выдержки сильно зависит от температуры и влажности окружающего воздуха, пористости поверхности на которую наносится клей и от расхода клея. Время открытой выдержки дает возможность определить операционный запас времени от нанесения клея до начала прессования.
Точка беления
Характеризует минимальную температуру пленкообразования. Ниже этой температуры клеевая пленка образуется с разрывами или не образуется вовсе. Использовать клей ниже точки беления нельзя. Точка беления указывается только для водно-дисперсионных клеев. При низких температурах рекомендуется сделать пробное склеивание с последующим тестированием склеенного образца. При этом надо учесть, что время открытой выдержки и время прессования будут значительно больше указанных в технических листках. Их величина определяется опытным путем.
В технических памятках на клей кроме основных характеристик клея дополнительно указывается информация о технологии его применения.
1. Методы нанесения клея
2. Переработка
3. Расход
4. Скорость подачи
5. Давление прессования
6. Температура горячего и холодного прессования
7. Время прессования
8. Морозостойкость
9. Хранение
10. Утилизация отходов
Что такое вязкость лакокрасочных материалов и как её определить
Вязкость можно определить как сопротивляемость жидкости её растеканию. Это существенная характеристика лакокрасочного продукта, которая зависит от температуры окружающей среды.
Величина вязкости жидкости примерно пропорциональна времени вытекания определённого её объёма из определённой трубки под определённым давлением.
Пользуясь этим свойством, вязкость ЛКМ обычно оценивают в секундах, которые проходят до полного вытекания лакокрасочного материала из мерных чашек (воронок).
Параметр определяемый таким образом, называется «условная вязкость», в отличие от физической вязкости, выражаемой обычно в сантипаузах.
Значение вязкости, выраженное в различных стандартах
| ВЗ-4, DIN4, сек | FORD4, сек | Физическая вязкость, сантипауза |
|---|---|---|
| 11 | 10 | 20 |
| 12 | 12 | 25 |
| 14 | 14 | 30 |
| 16 | 18 | 40 |
| 20 | 22 | 50 |
| 23 | 25 | 60 |
| 26 | 30 | 80 |
| 30 | 35 | 100 |
| 34 | 40 | 120 |
| 38 | 44 | 140 |
| 42 | 50 | 160 |
| 45 | 54 | 180 |
| 49 | 58 | 200 |
| 52 | 62 | 220 |
Какие есть стандарты чашек для измерения вязкости?
Для чашек существует несколько стандартов: воронки ВЗ-246 (по российскому ГОСТ 9070-75), европейский аналог DIN (DIN 53211-87), а также воронки FORD (ASTM D 120087) для американских продуктов. Это чашки в виде усечённого конуса с широким горлышком и узким отверстием определённого диаметра, расположенным снизу.
 |
|---|
| Рис. 1. Чашка Форда |
 |
|---|
| Рис. 2. Вискозиметр ВЗ-246 |
Как определить вязкость лакокрасочного материала с использованием воронки ВЗ-246, DIN4
Для определения вязкости лакокрасочный материал наливают в чашку до краёв при зажатом нижнем отверстии. Затем отверстие открывают, и жидкость начинает вытекать.
Время, которое проходит от начала вытекания до первого прерывания струи (не до последней капли), измеряется в секундах. Таким образом, вязкость лакокрасочного материала определяется в секундах при данной чашке, например, 30 сек. DIN4.
Чем выше вязкость жидкости, тем больше время ее истечения, то есть, чем дольше краска, лак или грунт вытекает через воронку, тем больше у него вязкость.
Чем больше диаметр отверстия, тем больше физическая вязкость испытуемого продукта при одном и том же времени вытекания.
Время, требуемое для измерения вязкости с помощью воронки, минимально (2-3 минуты), но данный тест позволяет достаточно точно определить один из основных параметров материала.
Важно учитывать изменение вязкости с изменением температуры. Если в спецификациях приведены данные измерения при 20°С, то контролировать вязкость надо строго при указанной температуре.
Перед измерением вязкости надо хорошо перемешать тестируемый материал, особенно в случае длительного хранения.
Смотрите видео определения вязкости с помощью вискозиметра ВЗ-246
Динамическая вязкость по Брукфильду
Вязкость ЛКМ с выраженной псевдопластичностью определяется на аппаратуре, позволяющей фиксировать скорость течения (например, по методу Брукфильда).
Для определения динамической вязкости используют вискозиметры Брукфильда. Принцип работы вискозиметра Брукфильда ротационный. Измерение вязкости осуществляется посредством пересчета крутящего момента, необходимого для вращения шпинделя прибора с постоянной скоростью при погружении его в исследуемую среду.
 |
|---|
| Рис. 3. Вискозиметр Брукфильда |
Это минимум, что Вам надо знать по этому способу определения вязкости, потому что маловероятно, что Вы будете его использовать.
Все производители лакокрасочных материалов обязаны указывать поставочную вязкость своих продуктов на упаковке
С помощью вышеописанного теста легко проверить, не подвергался ли материал каким-либо изменениям во время поставки, которая часто осуществляется через посредников.
После добавления в лакокрасочный материал разбавителя его вязкость значительно снижается. Кроме снижения вязкости материала это также приводит к сокращению его сухого остатка и, следовательно, толщины лакокрасочной плёнки.
Однако, сухой остаток довольно сложно проверить без специальных лабораторных условий, но можно проконтролировать вязкость ЛКМ и сопоставить её с данными на оригинальный продукт из технической спецификации.
Изготовители указывают количество добавляемого разбавителя (по весу или по объёму), необходимого для придания лакокрасочному материалу рабочей вязкости для нанесения оборудованием определённого типа.
Это количество устанавливается производителем ЛКМ и является действительным при стандартных условиях, которые включают в себя температуру окружающей среды и лакокрасочного материала 20 С и влажность воздуха 50%. На практике данные условия выполняются очень редко.
Если температура лакокрасочного материала ниже, его вязкость увеличивается, и, следовательно, требуется большее количество разбавителя для придания продукту необходимой технологичности.
Рекомендуется регулярно измерять рабочую вязкость продукта, обычно это удобно делать чашкой DIN4. Только в этом случае можно определить необходимую степень разбавления лакокрасочного материала вне зависимости от температурных условий.
Обычная практика такова, что маляр не проверяет вязкость, а если вискозиметр и есть, то он валяется где-нибудь в углу. То есть, в лучшем случае готовится рабочая смесь согласно спецификации и поехали.
Если лакокрасочный материал тяжело наносится, то добавляется больше разбавителя и наоборот. А если маляр долго работает и считает себя профессионалом, то он даже этим бравирует, что может всё делать на глаз, а потом удивляется почему краска течёт или шагрень.
Поэтому, регулярно проверяйте рабочую вязкость лакокрасочного продукта, как сказано в конце статьи.