Для использования в быту часто необходимо применение клея. При этом покупатель, зачастую, становится перед трудным выбором — номенклатура марок, составов, представленных на полках магазинов, очень широкая. Необходимо учитывать стоимость клея, материал склеиваемых поверхностей, время отверждения, вязкость, плотность и т. д. Также многое зависит от природы склеиваемых поверхностей, поэтому в быту используют «универсальные» клеи, способные склеивать различные материалы.
Например, под торговой маркой «Момент» выпускается большое количество наименований клеев [1]. В моей работе я решила исследовать и сравнить свойства некоторых составов этой марки. Их названия перечислены в табл. 1. Время отвердевания было указано в инструкциях. Т. к. объем и тара коммерчески реализуемых клеем отличается, была вычислена цена за 1 грамм. Наиболее дорогими составами оказались «Макси объем» и «Супер эпокси». Для определения плотности использовались весы с точностью 0,1 г. Сначала на весах взвешивался шприц на 1 см3, далее в него набирался клей до соответствующей отметки и записывалось значение массы без учета тары (шприца). Самым плотным является классический состав. Наиболее легкие составы — «Кристалл», «Гель», и «Супер Эпокси».
Таблица 1
Основные параметры исследуемых составов клея
|
Название клея |
Время отвердевания, с |
Цена за 1 г, руб |
Плотность, г/см3 |
Цвет |
|
«Макси объем» |
3 |
13,5 |
0,8 |
Прозрачный |
|
«Классик» |
30 |
2,2 |
1,1 |
Желтоватый |
|
«Особопрочный» |
45 |
2,3 |
0,4 |
Желтоватый |
|
«Кристалл» |
20 |
2,3 |
0,1 |
Прозрачный |
|
«Гель» |
20 |
2,2 |
0,1 |
Прозрачный |
|
«Супер эпокси» |
180 |
44,8 |
0,1 |
Прозрачный |
Также важным параметром является время отвердевания (также называемого в разных источниках «время отверждения») клея. Это время указывает через какой промежуток после нанесения клея достигается необходимая прочность клеевого соединения и изделием можно пользоваться [2]. Часто покупателю не важны физико-механические свойства клея, и он обращает внимание только на время отвердевания. Этим пользуются производители, создавая составы клеев «мгновенного» действия и увеличивая цену. Насколько это оправдано с экономической точки зрения было решено разобраться. Для этого был создан стенд испытания клеевых соединений на прочность при разрыве — один из главных параметров.
Рис. 1. Внешний вид подготовленных образцов для испытаний (а) и установки для проведения испытаний прочности на растяжение (б)
На первом этапе готовились образцы для испытаний (рис. 1-а). После изучения рекомендаций по применяемым поверхностям в качестве образцов была выбрана кожа. Из неё нарезались полоски одинакового размера, а также делалось утонение в месте клеевого соединения для образования большей нагрузки в этом месте. Одинаковое количество клея ровным слоем наносилось на это место, выдерживалось под давлением согласно инструкции. После окончания отверждения к двум концам образцов крепились канцелярские зажимы с прокладками из ластика для исключения проскальзывания кожи из зажимов (рис. 2). Один зажим крепился к балке, ко второму постепенно подвешивался груз в виде гирь (рис. 1-б). После каждого добавления груза измерялось относительное удлинение около клеевого соединения и данные заносились в таблицу.
Рис. 2. Место контакта после разрыва клеевого соединения
Таким образом были получены зависимости удлинения образцов от приложенной нагрузки (рис. 3). Наименее прочным оказалось соединение, полученное при использовании клея «Классик» — нагрузка в 3 килограмма привела к относительному удлинению более 2 см, в то время как остальные составы не позволили «растянуться» образцам более чем на 1,5 см. Самые прочные составы — «Гель» и «Эпокси», при этом второй состав намного дороже. Оставшиеся три состава показали примерно одинаковые результаты, однако «Макси объем» выделяется относительно высокой ценой. Отмечено, что при разрыве клеевого соединения во всех случаях отделение кожной поверхности происходило фрагментарно.
Рис. 3. Прочность клеевого соединения для различных составов
Исходя из проделанных экспериментов можно сделать вывод о том, что высокая цена за клей не всегда означает лучшее качество (в том числе прочность соединения). Даже при соблюдении всех рекомендаций по подготовке поверхности, выдержке давлением, и ожидания окончания отверждения результат может не отличаться от более дешевого состава клея. Наиболее оптимальным из испытанных составов клеев марки «Момент» можно назвать «Гель» — при относительно высоких механических свойствах, цена за такой клей сопоставима с более классическими составами.
Литература:
- http://www.moment.ru/ru/products/kontaktnyj-klej.html
- Кардашов Д. А., Петрова А. П. Полимерные клеи. Создание и применение. — М.: Химия, 1983. — 256 с.
