Исследование технологических свойств клеев и клеевых соединений

Размещено на http://allbest.ru

Лабораторная работа

Исследование технологических свойств клеев и клеевых соединений

Продолжительность работы 4 часа

1. Определение сухого остатка клея и его пластификация

1.1 Краткий аналитический обзор

В брошюровочно-переплетных процессах используется большой ассортимент клеев, отвечающих определенным технологическим и эксплуатационным свойствам.

В процессах склеивания клей должен обеспечивать нормальное течение технологического процесса, высокую производительность оборудования, а в готовом книжном издании - хорошую раскрываемость (удобство пользования) книги и сохранность ее конструкции в течение определенного срока службы. клей вязкость прочность поливинилацетатный

Технологические свойства клея следует контролировать до выполнения технологической операции склеивания. Для каждой технологической операции клей должен иметь определенную вязкость, которая обеспечивает высокую адгезию к склеиваемым материалам и достаточную толщину клеевого слоя, а после закрепления - высокую прочность клеевого соединения.

Клей должен обладать достаточной для каждой операции липкостью, позволяющей клею, находящемуся в жидкотекучем состоянии, точно фиксировать положение склеиваемых деталей.

Высокая липкость клея необходима на операциях приклейки корешковых материалов к корешку книжных блоков, при сборке переплетных крышек, если используются такие покровные материалы, как ледерин, бумвинил, бумага с припрессованной полимерной пленкой, при крытье блоков обложкой, если в качестве обложки используется толстая обложечная бумага или бумага с припрессованной полимерной пленкой.

Для ряда брошюровочно-переплетных операций необходимо определить открытое время клея - время, в течение которого клеевая пленка после нанесения на деталь сохраняет липкость. Этот показатель особенно важно контролировать на операциях сборки переплетных крышек на рулонных крышкоделательных машинах и крытья блоков обложкой, а так называемое время загона - на многих ручных операциях склеивания.

Клей должен иметь технологически обоснованное время схватывания, не должен пениться, а его pH должна быть в пределах от 5 до 8. Клей должен иметь достаточную клеящую способность (так, для поливинилацетатной дисперсии в зависимости от марки и сорта клея она должна составлять от 0,4 до 0,55 Н/м). Прочность склейки при клеевом бесшвейном скреплении должна быть не меньше 4,5 Н/см.

На многих брошюровочно-переплетных операциях используется поливинилацетатная дисперсия (ПВАД). Для придания формируемым пленкам клея эластичности в ее состав на заводе-изготовителе или непосредственно на полиграфическом предприятии вводится пластификатор, в качестве которого наиболее часто используется дибутилфталат (ДБФ).

Технологические свойства ПВАД и прочность готовых книг зависят от количества пластификатора в клее и соблюдения правил его введения.

Цель работы - освоить требования к технологическим свойствам клеев на различных операциях брошюровочно-переплетных процессов и методику оценки их технологических свойств.

1.2 Материалы, приборы и методика исследования

1. В качестве клея используется гомополимерная грубодисперсная поливинилацетатная дисперсия по ГОСТ 18992 (указать марку, завод-изготовитель, процентное содержание пластификатора в пластифицированной ПВАД).

2. В качестве пластификатора используется дибутилфталат (ДБФ) по ГОСТ 8728.

3. Для определения сухого остатка в клее используются две пары дюралюминиевых чашек диаметром 80 мм с высотой бортиков 10 мм.

4. Взвешивание чашек и навески клея производится на аналитических весах с погрешностью 0,0002 г.

5. Сушка непластифицированной ПВАД, нанесенной на чашки, выполняется в сушильном шкафу при в течение 30 мин, а пластифицированной ПВАД - при в течение 15 мин. После сушки чашки с клеем охлаждаются в эксикаторе с прокаленным хлористым кальцием в течение 20 мин.

6. Содержание сухого остатка (%) вычисляется по формуле

(1.1)

где m- масса пары чашек с сухим остатком, г; - масса чистых чашек, г: - масса чашек с навеской клея до сушки, г.

7. Рекомендуемое содержание дибутилфталата в ПВАД составляет 15% по отношению к сухому остатку дисперсии. Необходимое количество дибутилфталата для пластификации порции клея рассчитывается по формуле

(1.2)

где - содержание сухого остатка в клее, %; - масса пластифицируемой порции клея, г; Д - рекомендуемое содержание дибутилфталата в ПВАД, %.

8. Пластификатор должен вводиться через равные промежутки времени тремя-четырьмя порциями при ручном перемешивании или механической мешалкой с частотой вращения 40-60 об. мин до полного исчезновения следов пластификатора.

Пластификация производится в фарфоровом стакане с применением механической мешалки при частоте вращения 40-60 об/мин.

1.3 Порядок проведения работы

1.4 Результаты работы

1. Рассчитать содержание сухого остатка двух параллельных испытаний и по формуле (1.1).

2. Рассчитать разницу и . Если она превышает 0,3%, то испытания повторить.

3. Рассчитать среднее арифметическое значение содержания сухого остатка, результатам работы и занести его в табл. 1.1.

2. Определение условной вязкости клея

2.1 Краткий аналитический обзор

Заводы-изготовители поливинилацетатной дисперсии выпускают более 20 марок клея с различным содержанием сухого остатка и условной вязкостью по вискозиметру ВМС от 7 до 100 с в соответствии с требованиями ГОСТ 18992. При длительном хранении вследствие седиментации (выпадение осадка) и плотной необратимой корки начальная вязкость дисперсии может значительно измениться, поэтому в производственных условиях часто возникает необходимость ее корректировки.

Неразбавленную высоковязкую ПВАД применяют при клеевом бесшвейном скреплении книжных блоков, сборке переплетных крышек и на других операциях, требующих получения прочного и надежного скрепления деталей за короткое оперативное время.

Низковязкую ПВАД используют при двукратном ее нанесении в качестве первого слоя для проявления высокой адгезии к бумаге при клеевом бесшвейном скреплении книг и проникновения между тетрадями сшитых потетрадно нитками блоков.

В качестве второго слоя наносят высоковязкую ПВАД для получения клеевой пленки необходимой толщины. При клеевом бесшвейном скреплении книжных блоков вязкость ПВАД рекомендуется снижать введением низковязкой неразбавленной дисперсии, а при использовании ПВАД на других операциях допускается ее разбавление водой.

Условная вязкость высоко- и средневязкой ПВАД определяется с помощью вискозиметра ВМС фирмы Book Machine Company. Если условная вязкость жидкости по кружке ВМС составляет менее 20 с, то ее определяют по вискозиметру ВЗ-4 (ГОСТ 8420).

Условную вязкость высоковязкой дисперсии, применяемой при клеевом бесшвейном скреплении блоков, состоящих из каландрированной и машинной гладкости бумаги с показателем гладкости oт 80 с, определяют по растеканию капли.

2.2 Материалы, приборы и методика исследования

1. В качестве клея используется пластифицированная ПВАД.

2. Условная вязкость жидкостей по стандартной кружке ВМС определяется по времени истечения определенного объема клея (около 122 мл) от верхнего до нижнего боковых отверстий через нижнее отверстие диаметром 3/8 дюйма . Допустимое расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать: для клеев с условной вязкостью до 25 с - 1 с, для клеев с вязкостью более 25 с - 3 с.

3. Условная вязкость по вискозиметру ВЗ-4 определяется по времени истечения 100 мл клея через сопло диаметром как среднее арифметическое значение двух последовательных измерений. Допустимые пределы измерения условной вязкости на вискозиметре ВЗ-4 - от 20 до 150 с.

4. Условная вязкость клея по растеканию капли определяется как среднее арифметическое значение из трех параллельных измерений диаметра пятна в мм, образовавшегося при раздавливании капли массой 0,1 г между двумя стеклами диаметром 80 мм при массе верхнего стекла 45-50 г по истечении 30 с после совмещения стекол.

2.3 Порядок проведения работы