Неразъемные соединения пластмасс получают методами сварки, химической сварки или склеивания.
Сварка
В месте соединения материал доводят до вязкотекучего состояния с помощью различных устройств и приспособлений: паяльника, потоков горячего газа, токов высокой частоты, ультразвука, лучистой энергией и т.д.
Сваривание пластмасс происходит при их контакте с нагретой твердой поверхностью. Образовавшийся на поверхности детали слой расплава играет роль связки с другой поверхностью, находящейся в аналогичном состоянии, и после охлаждения дает неразъемное соединение.
При сварке происходит локальное изменение агрегатного состояния материала в ограниченном объеме. В основе таких процессов соединения, при которых адгезив и субстрат имеют одинаковую химическую и молекулярную природу, лежит явление аутогезии (самослипания).
Прочность шва при сварке может достигать значений когезионной прочности основного материала.
Химическая сварка
Имеет некоторые общие черты с обычной сваркой. При химической сварке в условиях сжатия соединяемых нагретых поверхностей происходит взаимодействие свободных функциональных групп, имеющихся в материале соединяемых заготовок. Чем выше температура, тем энергичнее проходит этот процесс.
Так, в частности, происходит сварка не полностью отвержденных реактопластов. Улучшить результат может нанесение на поверхности деталей слоя полимерного связующего, входящего в состав пластмассы, особенно если процент незаполимеризовавшейся смолы низок.
Химической сварке способствует набухание полимера в растворителе, усиливающем подвижность функциональных групп.
Прочность шва при химической сварке зависит от продолжительности выдержки заготовок в нагретом состоянии под давлением. При этом значения давления и температуры нагрева могут быть ниже, чем при обычной сварке. К методу химической сварки относится также склеивание пластмасс растворителями.
Склеивание
Склеивать пластмассы сложнее, чем металлы, так как они содержат большое количество различных добавок, многие из которых препятствуют склеиванию.
Однако склеивание является вполне оправданным способом соединения как одинаковых, так и различных пластмасс. При этом для некоторых их видов, например, жестких пенопластов, склеивание – оптимальный, а зачастую и единственно возможный способ соединения.
Линейка "моментальных" клеев Permabond включает в себя высокоэффективные, мгновенно твердеющие клеи Permabond C791, Permabond C792, Permabond C2011, устойчивые к высоким температурам Permabond C801, Permabond C802, Permabond C820 и Permabond C920, не окрашивающиеся и со слабым запахом Permabond C940, C941, C943 и С947.
Цианакрилатные клеи Permabond позволяют склеивать любые виды пластмасс, и область их применения постоянно растет.
Целесообразность применения того или иного способа получения неразъемного соединения можно определить только с учетом специфики конкретного материала и изделия.
Анаэробные клеи наиболее успешно применяются для соединений, при которых одна деталь вставляется в другую. Прочность применяемого клея определяется необходимостью демонтажа этих соединений.
Для более надежного и быстрого соединения рекомендуется применять активатор Permabond A905. Соединения внахлест можно легко произвести акриловыми или цианакрилатными клеями .
Для соединений встык и других соединений, которые могут подвергаться особенно большим нагрузкам или воздействию на отрыв и разрыв, наилучшим образом подходят высокопрочные цианакрилатные клеи Permabond C737, Permabond C910, однокомпонентные эпоксидные смолы, например, Permabond ES562, и структурные акриловые клеи, например, Permabond TA435
Номенклатура полимерных материалов чрезвычайно многообразна, они могут соединяться друг с другом в различных сочетаниях.
Некоторые пластмассы, имеющие одну основу и принадлежащие к одной группе материалов, обладают разной рецептурой, поэтому могут по-разному вести себя при склеивании.
Входящие в состав пластмасс пластификатор и другие добавки могут мигрировать на поверхность и ослаблять соединения.
Для решения этой задачи компания Permabond разработала специальную грунтовку Permabond POP Primer. С ее помощью можно снять поверхностное натяжение материала и повысить адгезию.
Поверхностные слои заготовок могут претерпевать значительные изменения в результате процессов старения, при этом будет изменяться адгезия клея к ним. При склеивании пластмасс теплофизические и механические свойства адгезива и субстрата достаточно близки.
Исключение составляют только композиционные материалы на полимерной основе
Например, коэффициент теплового расширения стеклопластиков в семь раз ниже, чем у полимера, составляющего его основу. Поэтому в клеевом шве могут возникать значительные напряжения при изменении температуры. В подобных случаях для прочности шва применяют эластичные клеи Permabond C731, Permabond C735 и Permabond TA435.
Полимерные клеи имеют, как правило, достаточно высокую химическую стойкость. Теплостойкость и химическая стойкость клеевого соединения и основного материала в большинстве случаев должны быть близкими. Клеи Permabond удовлетворяют не только этим, но и многим другим требованиям, предъявляемым к современным материалам.