В настоящее время приоритет в развитии конструкций деталей мебельной промышленности, авиа- и автотехники принадлежит полимерным композитным материалам, комбинированным и клеевым компаундам. Специалистами компании ГРАФЕН ПЛЮС разработана новая технология склеивания с применением оксида графена, которая может найти свое применение даже в наиболее требовательных к качеству адгезии отраслях, таких как авиастроение, автомобилестроение, кораблестроение и др.
Как известно, от качества склеивания конструкций из полимерных композиционных материалов существенно зависят их несущая способность, надежность и ресурс. Благодаря тому, что современные клеевые компаунды имеют высокий уровень прочности, склеивание является более надежным и прочным способом соединения элементов изделия или конструкции, чем, например, соединение саморезами или болтами.
Именно поэтому такие соединения успешно применяются при монтаже конструкций из композитных материалов и имеют несколько важных преимуществ:
- возможность соединения разнородных материалов;
- клеевое соединение полностью герметичным;
- повышенная вибро- и трещиностойкость;
- при склеивании происходит равномерное распределение нагрузки по всей поверхности соединения;
- вес конструкции при склеивании практически не увеличивается;
- сглаживаются разница температурного расширения.
Как положительные моменты следует также отметить отсутствие обязательных при механических соединениях отверстий, которые ослабляют несущие элементы, возможность получения гладкой поверхности изделия. Из недостатков следует отметить сложность технологического процесса склеивания, зависимость прочности клеевого соединения от ряда факторов (характер нагрузки, форма соединяемых деталей, свойства соединяемых материалов и клея, влияние агрессивной среды, влаги, температуры, невозможность применения клеевых соединений при передаче больших сосредоточенных нагрузок).
Качественная адгезия клея к склеиваемым поверхностям достигается, когда адгезия превышает когезию (прочность на разрыв) внутри клеевой пленки. Поэтому в клеевых изделиях пытаются получить клеевой шов минимальной толщины.
Введение термически восстановленного оксида графена в клеевые компаунды позволяет многократно увеличить адгезию полимерного связующего к склеиваемым поверхностям, в результате чего прочность на разрыв клеевого шва может увеличиваться до 4 раз. Кроме того, существенное влияние на качество клеевого шва оказывает предварительная обработка склеиваемых поверхностей специальной абразивной пастой, содержащей восстановленный оксид графена.
Приведенные фотографии наглядно показывают увеличение адгезии полипропиленового компаунда при обработки склеиваемых поверхностей термически восстановленным оксидом графена, а также возрастание прочности композита на разрыв при введении до 1% восстановленного оксида графена.
- Рис.1 Исходный образец, разрушение происходит вследствие отслаивания компаунда от поверхности
- Рис.2 Образец с поверхностью, обработанной графеном, разрушение происходит по материалу компаунда, отслаивание минимально
- Рис.3 Композитный образец, компаунд усилен графеном, увеличение прочности на разрыв до 50%, разрушение происходит вследствие отслаивания композита от поверхности
- Рис.4 Композитный образец, компаунд усилен графеном, металлические поверхности обработаны графеном, разрушение происходит частично по материалу композита, достигается максимальная прочность склейки
Таблица 1 Повышенная адгезия графеновых композитов
Таблица 2 Графеновый молекулярный клей на основе эпоксидного компаунда
Сотрудничество
Наша компания занимается разработками в сфере промышленного применения углеродных наноматериалов, создает новые продукты на основе графена и фуллерена и выполняет исследования и внедрение в технологические процессы промышленных предприятий под заказ. Заинтересованы?
Давайте сотрудничать