ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ КЛЕЇВ

6.1 Мета роботи

Вивчити методики експериментально перевірити: виготовлення карбоксиметилцелюлозного клею,, виготовлення крохмального клею, виготовлення модифікованого крохмального клею, виготовлення декстри­нового клею, швидкості висихання клею, визначення міцності склейки, визначення еластичності клейової плівки, визначення пінистості клеячи.

6.2 Вказівки до організації самостійної роботи

Під час підготовки до виконання лабораторної роботи необхідно вивчити теоретичний матеріал за літературними джерелами ([1], с. 274- 289; [2], с. 242-264), а також методичні вказівки до лабораторних робіт. Підготувати відповіді на контрольні запитання.

6.3 Клеї в поліграфічному виробництві

Вже на стадії виготовлення паперу з целюлози широко викорис­товують різні клеї і клейові композиції для з’єднання окремих волокон у єдину систему, яка володіє визначеною гладкістю, товщиною, шорсткістю і пористістю. Поряд з іншими методами з’єднання, прошивання металевим дротом, бавовняними або синтетичними нитками, метод клейового з’єднання одержав додатковий розвиток, тому що він виявився найбільш технологічним. Поява синтетичних рідких клеїв і особливо термоклеїв призвели до розробки автоматизованих систем складання друкованої продукції з високою якістю з’єднання аркушів, еластичністю клейового шва і його довговічністю.

Умовно поведінку розчину клею на пористій поверхні можна розділити на два процеси: всмоктування клею в пористий матеріал з утворенням плівки клею на поверхні пористого матеріалу, яка має липкість, клеючими властивостями деякий час.

Процес з’єднання розчішами клеїв непористих матеріалів супро­воджується випаром розчинника і тільки після досягнення визначеної в’язкості шар ' ктею виявляє необхідні адгезионні властивості. Використання термокіеїв пов’язане з утворенням розплаву - в’язко- текучого стану клею. В результаті підвищеної плинності клей заповнює неоднорідності поверхні й утримується на ній за рахунок заклепувального ефекту, а також за рахунок утворення подвійного електричного шару. Наявність на поверхні матеріалів активних функціональних груп, які склеюються: гідроксильних, карбонільних, карбоксильних, аміно й інших забезпечує проходження хімічних реакцій між клеєм і поверхнею, яка склеюється. В результаті фізичної адгезії підсилюється за рахунок утворення хімічних зв’язків, що різко збільшу є міцність клейового шва.

Липкість клею завжди враховується і зіставляється з пружно- еластичними властивостями матеріалів, які склеюються. Клейова плівка має бути суцільною і якомога більш тонкою.

Відрив за шаром клею - когезійний відрив матеріалів, які склеюються, спостерігається частіше під час утворення товстих клейових шарів або при недостатньому стисканні матеріалів, які склеюються. Високі когезійні властивості клею ускладнюють нанесення його на поверхні, які склеюються.

6.4 Виготовлення карбоксилметилцелюлозного клею

Карбоксилметилцелюлозний клей являє собою молекулярний (справжній) розчин полімеру у воді: вода міцно зв’язана з молекулами полімеру . Властивості робочого розчину клею - його в’язкість, липкість і концентрація полімеру - мають велике практичне значення. Ця властивість має відповідати характеру палітурного матеріалу й умовам склеювання.

Методика виготовлення клею

У чисіу склянку ємністю 100 мл помістити 20 г сухої карбоксил- метилцелюлози (КМЦ), додати 50 мл дистильованої води і перемішати. Для нагрівання водяного розчину карбоксилметилцелюлози використову­вати побутову СВЧ - установку. У робочу камеру цієї установки помістити колбу з дистильованою водою ємністю 0,5 л і поруч з нею склянку з водяним розчином карбоксилметилцелюлози. Виключити СВЧ - установку при номінальній потужності 700 Вт на 1,5-2 хвилини. Нагрітий розчин карбоксиметилцелюлози витягти з печі, ретельно перемішати, домагаю­чись повного розчинення полімеру. Якщо в розчині КМЦ залишився нерозчинений полімер - провести повторне нагрівання розчин)' полімеру у СВЧ - установці до 60°С при наявності водяного навантаження - колби ємнісно 0,5 л, заповненою дистильованою водою.

Після повного розчинення КМЦ у воді перевірити (pH) середовища і довести її до нейтратьного та слабо-кислого стану за допомогою оцтової кислоти. Отриманий клей остудити до кімнатної температури.

6.5 Виготовлення крохмального клею

Крохмальний клей (клейстер) готують заварюванням гарячою водою крохмалю картопляного, кукурудзяного або соєвого.

Методика виготовлення крохмального клею

У склянку ємністю 100 мл помістити 10 г картопляного крохмалю залити 20 мл холодної дистильованої води й активно перемішати. Додати до розчину 60 мл холодної води, ретельно перемішати і склянку з розчином помістити у СВЧ-установку, в якій повинна стояти ємність 0,5 літра дистильованої води. Провести обробку розчину крохмалю при повній потужності 700 Вт протягом 1,5-2 хв. Розчин треба гріти до 80°С та ретель­но перемішати до утворення клейстеру, остудити до кімнатної температури. Після охолодження клей має бути прозорим і з визначеною в’язкістю.

6.6 Виготовлення модифікованого крохмального клею

Методика виготовлення клею

Отриманий крохмальний клей розділити на дві рівні частини. Одну частину залишити для подальших дослідів, а до другої частини додати 5 мл силікатного клею (рідкого скла) і ретельно перемішати. Після пере­мішування склянку з модифікованим клеєм помістити у СВЧ - установку й опромінити протягом 1-1,5 хвилин. Розчин після нагрівання перемішати й остудити до кімнатної температури.

6.7 Виготовлення декстринового клею

Під час нагрівання сухого крохмалю (8-9 % вологи) до температури 180°С відбувається розщеплення макромолекул крохмалю. Процес розщеплення крохмалю прискорюється під дією прискорювача - розведеної соляної кислоти. Декстрин, на відміну від крохмалю, розчиняється у холодній воді.

Методика виготовлення декстринового клею

У склянку ємністю 100 мл помістити 10 г декстрин)', додати 70 мл дистильованої води, додати 1-2 г безводного гліцерин)' і 0,5-1 г бури (Na₂B₄O₇) і ретельно перемішати до утворення однорідної маси.

Модифікуючи добавки: гліцерин - виконує роль пластифікатора, поліпшує пластичність клею, бура (борна кислота) - збільшує клеючу силу

6.8 Визначення швидкості висихання клею

Швидкість висихання клею є одним з важливих технологічних показ­ників, що визначають інтенсивність складання поліграфічної продукції.

Методика

Для визначення швидкості висихання використовувати аналітичні або торзійні ваги. Дослід проводять при температурі 18-20°С й відносній вологості 60-80%.

На ліву чашку аналітичних ваг помістити алюмінієву фольгу товщиною 7 мкм і на неї наважку клею 4-6 мг. Виміряти час від початку приміщення краплі клею на фольгу до встановлення постійної ваги. Результати вимірю­вань дія всіх приготовлених клеїв записати в звіт з лабораторної роботи.

6.9 Визначення міцності склейки

Міцність клейового шва - один з показників, що визначають якість з'єднаних у блоці аркушів, і залежить від адгезії клею до матеріалу, який склеюється, і когезії клейового шва. Міцність склейки визначається зусиллям (г/см), необхідним для розриву двох смужок лідерину розміром 15x100 мм, зклеяних між собою виворітною стороною.

Методика

На виворітну поверхню двох лідеринових смужок шириною 15 мм нанести шар досліджуваного клею і розподілити його тонким шаром на довжині 20 мм, що відповідає 3 см². Після просушки на повітрі протягом 0,5 години ділянки лідеринових смужок із шаром клею щільно з’єднати і висушити протягом 24 годин за нормальних умов. Склеєні смужки за допомогою ручною динамометра розірвати по клейовому шву і зусилля розриву віднести до одного сантиметра довжини.

Провести іспити всіх приготовлених клеїв і результати випробувань записати в звіт з лабораторної роботи.

6.10 Визначення еластичності клейової плівки

Деформація клейової плівки без появи тріщин характеризує її еластичність. Для визначення еластичності клею використовують прилад, називаний пікала еластичності, який складається з пластини і встановлених на ній шести штирів - трьох круглих діаметром 20, 15, 10 мм і трьох квадратних - 5, 3, 1 мм. Еластичність клейової плівки характеризують мінімальним розміром у міліметрах (діаметр або ширина) стрижня, при вигині на якому не утвориться тріщин.

Методика

На смужку з тонкої алюмінієвої фольги або кальки нанести шар клею рівномірної товщини, висушити на повітрі за нормальних умов і послідовно зігнути на штирях приладу, починаючи з великих розмірів.

Провести випробування всіх приготовлених клеїв і результати дослідів записати в звіт з лабораторної роботи.

6.11 Визначення пінистості клею

Пінистість клею характеризує його технологічність і впливає на міцність клейового шва. Пінистість визначають за часом осадження піни, яка утворилася в результаті інтенсивного перемішування клею з повітрям.

Методика

У скляну пробірку об’ємом 10 мл налити 4 мл клею, закрити пробкою й інтенсивно струснути 10 разів. За допомогою лінійки зміряти висоту піни, яка утворилася, а секундоміром визначити час руйнування піни.

Провести досліди,всіх приготовлених клеїв і результати записати в звіт з лабораторної роботи.

Провести зіставлення характеристик усіх приготовлених клеїв і вибрати клей, який забезпечує найбільш}' міцність, еластичність клейового шва з найменшим часом висихання.

Результати порівнянь записати в звіт з лабораторної роботи.

Контрольні запитання

1. У чому сутність процесу адгезії?

2. Які бувають клеї?

3. Які характерні риси юіеїв, виготовлених на природній сировині?

4. Які основні недоліки природних клеїв?

5. Чим відрізняються синтетичні клеї від природних?

6. Якими засобами домагаються стійкості клеїв на природній основі?

7. Особливості застосування розплавів клеїв.

8. У чому сутність вспінювання клею?

9. Що таке піногасники?

10. Яка різниця між клеями: крохмальним, КМЦ, козеїновим, силікат­ним, кістковим?

11. Які умови необхідні для якісного утворення клейового шва?

12. Що впливає на еластичність клею?

13. Якими методами здійснюють сушіння зклеєних поверхонь?

14. Можливості застосування СВЧ-енергії для сушіння клейових шарів.

Поиск по сайту: