ABS Serwis

Klej – substancja, która wprowadzona między powierzchnie przylegające dwóch przedmiotów, wykonanych z takich samych lub różnych materiałów, umożliwia trwałe ich połączenie w procesie klejenia. Kleje są zaliczane do materiałów czynnych powierzchniowo, których cechą charakterystyczną jest zwiększanie adhezji.

Podstawowym składnikiem klejów jest syntetyczny lub naturalny polimer w postaci koloidalnej zawiesiny w określonym rozpuszczalniku lub tworzący taką zawiesinę po wymieszaniu z utwardzaczem, plastyfikatorem, substancjami modyfikującymi i innymi. Kleje występują najczęściej w postaci ciekłej, a niekiedy w postaci stałej – proszku, perełek, folii lub sztyftów, wkładów klejących, które po roztopieniu tworzą złącze.

Klejenie zasadniczo przebiega następująco: dwa elementy, które chce się połączyć ze sobą, należy pokryć warstwą kleju, docisnąć do siebie i odczekać aż klej je zwiąże. Niektóre kleje wymagają dodatkowej obróbki termicznej. Inne z kolei wymagają swoistej obróbki chemicznej – np. dwie łączone powierzchnie trzeba pokryć dwiema różnymi substancjami, które tworzą razem klej, lub odczekać po pokryciu określony czas, w trakcie którego klej reaguje wstępnie z powietrzem. Ponadto, wiele klejów wymaga wstępnego przygotowania powierzchni – zwykle jej umycia i wysuszenia – a czasami nadania jej struktury chropowatej.

Najczęściej stosowane w przemyśle metody czyszczenia powierzchni przed klejeniem:

• obróbka chemiczna – wytrawianie (stosowane przy metalach), powlekanie związkami nieorganicznymi
• obróbka ścierna – czyszczenie materiałami ściernymi (stosowane przy metalach, tworzywach sztucznych i gumie
• odtłuszczenie – przemywanie rozpuszczalnikami, kwasami (stosowane przy większości materiałów klejonych)
• aktywowanie powierzchni– (stosowane do tworzyw sztucznych)
• lakierowanie – powlekanie lakierem podkładowym (stosowane do metali, tworzyw sztucznych, szkła, ceramiki)

W wyniku procesu klejenia powstaje spoina o strukturze jak poniżej:

W różnego rodzaju klejach niektóre elementy spoiny mogą nie występować – np. może nie występować warstwa samego kleju (kleje rozpuszczalnikowe) lub klej może nie wnikać w głąb struktury materiału.

Na wytrzymałość mechaniczną klejonej spoiny mają wpływ cztery czynniki:

1.)   rodzaj i siła chemicznego oddziaływania kleju z klejonymi powierzchniami – jeśli klej reaguje chemicznie z podłożem tworząc z nim wiązania chemiczne, to taka spoina jest zazwyczaj bardziej wytrzymała niż w przypadku klejów, które tylko wnikają w klejoną powierzchnię – jednak większość klejów uniwersalnych nie reaguje bezpośrednio z podłożem, gdyż nie ma związków chemicznych które potrafią reagować ze wszystkim

2.)  głębokość penetracji klejonego materiału przez klej – im większa tym lepiej, ale jeśli klej penetruje zbyt głęboko to może zniszczyć strukturę samego klejonego materiału; głębokość penetracji można też zwiększać zwiększając chropowatość powierzchni klejonego materiału. Materiały bardzo gładkie (np. szkło) jest zwykle bardzo trudno skleić

3.)  wytrzymałość mechaniczna samej warstwy kleju – ma to znaczenie tylko w przypadku tych klejów, które taką warstwę tworzą, zależy ona od struktury chemicznej kleju

4.) kształt i rozmiar całej spoiny – im większa powierzchnia spoiny i bardziej nieregularny jej kształt tym staje się ona mocniejsza.

Ze względu na mechanizm klejenia, kleje można podzielić na:

*)  kleje rozpuszczalnikowe – kleje te wnikają głęboko w materiał powodując ich napęcznienie i częściowe rozpuszczenie; po połączeniu klejonych elementów i dociśnięciu spoiny powierzchnie klejonych materiałów nawzajem się przenikają, po czym rozpuszczalnik paruje pozostawiając trwałą spoinę bez warstwy samego kleju; kleje rozpuszczalnikowe stosuje się do klejenia tworzyw sztucznych

*)  kleje oparte na polimerowych żywicach – kleje te nie wnikają zbyt głęboko w materiał, mają one jednak silne powinowactwo chemiczne do klejonego materiału a warstwa samego utwardzonego kleju jest bardzo odporna mechanicznie; kleje te stosuje się do "trudnych" do sklejenia materiałów – takich jak metale, szkło itp, których nie można skleić klejami penetrującymi materiał; przykłady takich klejów to np. kleje epoksydowe

*) kleje mieszane – składają się one z żywicy wymieszanej z rozpuszczalnikiem, który może penetrować klejony materiał – żywica wraz z rozpuszczalnikiem wnika głęboko w klejony materiał, więc nie musi mieć ona tak silnego powinowactwa chemicznego z klejonym materiałem; kleje mieszane są najbardziej rozpowszechnione i są one stosowane do klejenia "łatwych do sklejenia" materiałów porowatych takich jak guma, papier, skóra itp.; przykładem takiego kleju jest np. butapren lub guma arabska.

Szczególnym rodzajem klejów mieszanych są kleje składające się z żywicy polimerowej rozpuszczonej w monomerze, który w pierwszym etapie zachowuje się jak rozpuszczalnik, potem jednak nie paruje lecz ulega kopolimeryzacji z żywicą tworząc jedną usieciowaną strukturę. Takie kleje działają szybko i są dość uniwersalne – przykładem takiego kleju jest klej cyjanoakrylowy.

Czym kleić plastik? 

Spróbujmy zestawić podstawowe informacje w tabeli:

Rodzaj tworzywa	Opis pod kątem klejenia	Kleje do tworzywa
PS	Łatwy do klejenia, ale wrażliwy na uszkodzenia i zabrudzenia powierzchni	Rozpuszczalnik, klej rozpuszczalnikowy, właściwie każdy klej.
PMMA	Dość pasywne tworzywo, trudne do klejenia, zwykle wymagające estetyki	Specjalne kleje na bazie PMMA, oparte na rozpuszczalniku lub dwuskładnikowe, reagujące z materiałem rodzimym. Kleje cyjanoakrylowy, ale trzeba uważać na „dymienie”.
PCV	Odporne na chemię, jako tworzywo konstrukcyjne występuje w wersji twardej, z mniejszą ilością plastyfikatorów.	Kleje metakrylowe, cyjanoakrylowe, epoksydowe, hybrydy.
PC	Wytrzymały, estetyczny i często przeźroczysty materiał konstrukcyjny.	Kleje metakrylowe, epoksydy, cyjanoakrylowe jeśli nie przeszkadza nam dymienie. Estetyczne łączenia wykonuje się za pomocą klejów utwardzanych światłem UV. W obszarach jak reflektory, obudowy lamp, stosuje się kleje topliwe, butyle, a także elastyczne kleje poliuretanowe, jedno- lub dwuskładnikowe.
ABS	Jest wersją polistyrenu, więc klei się dość łatwo, często ważna jest estetyka.	Niektóre epoksydy, metakrylany, poliuretanowe uszczelniacze i kleje z podkładem. Kleje cyjanoakrylowe jeśli dymienie nie jest problemem.
PA	Jako płyty, wykładziny, obudowy.	Metakrylany, hybrydy, dają sobie dobrze radę, w małych klejeniach stosuje się kleje cyjanoakrylowe, czasem z aktywatorem.
PU	Często jako elastomery łączone z metalami.	Metakrylany, kleje cyjanoakrylowe,