Полимерные материалы

 

Использование полимерных материалов позволяет значительно снизить трудоемкость ремонта автомобиля, так как при этом не требуется сложного оборудования и высокой квалификации рабочих, а также появляется возможность производить ремонт без разборки узлов и агрегатов. Во многих случаях использование полимерных материалов позволяет не только заменить сварку или наплавку, но и производить ремонт таких деталей, которые другими известными способами отремонтировать невозможно или опасно.

 

Наиболее широко при ремонте автомобилей используют анаэробные полимеры и композиционные материалы.

 

Анаэробные полимерные составы представляют собой жидкие смеси различной вязкости, способные длительное время оставаться в исходном состоянии без изменения свойств и быстро отвердевать с образованием прочного слоя в узких зазорах при температурах 15... 35 °С при условии прекращения контакта с кислородом воздуха.

Основой анаэробных составов являются способные к полимеризации соединения акрилового ряда, чаще всего диметакриловые эфиры полиалкиленгликолей. Также в них входят ингибирующие и инициирующие системы, обеспечивающие длительное хранение и быстрое отверждение в зазорах, загустители, модификаторы, красители и другие добавки.

Различают анаэробные полимерные материалы высоко-, средне- и низкопрочные. Высокая термическая и химическая стойкость этих материалов после отверждения позволяет обеспечивать работоспособность отремонтированных узлов и деталей при эксплуатации их в контакте с органическими растворителями и агрессивны¬ми средами в широком интервале температур и давлений.

На скорость отверждения анаэробных полимеров влияют материалы, контактирующие с ними. По этому признаку материалы подразделяются на три группы:

активные — ускоряющие отверждение (сплавы меди, никель, малоуглеродистые стали);

нормальные — не влияющие на скорость отверждения (железо, углеродистые стали, цинк);

пассивные — замедляющие отверждение (высокоуглеродистые стали, золото, титан и его сплавы, материалы с антикоррозионными покрытиями, пластмассовые изделия).

 

Композиционные полимерные материалы обычно классифицируются по виду армированного наполнителя или связующего.

Связующие делятся на термопласты (способные размягчаться и затвердевать при изменении температуры) и реактопласты, или термореактивные смолы (в которых при нагревании происходят структурные и химические превращения).

Эпоксидные смолы являются одним из лучших видов связующих для многих композиционных материалов, так как обладают хорошей адгезией к большинству наполнителей, армирующих компонентов и подложке.

Разнообразие доступных эпоксидных смол и отверждающих агентов позволяет получить после отверждения материалы с широким сочетанием свойств.

К преимуществам композиционных полимерных материалов относятся:

высокие жесткость, прочность, теплостойкость;

стабильность размеров;

низкие газо- и паропроницаемость;

регулируемые электрические и фрикционные свойства;

невысокая стоимость.

Полимерные композиционные материалы во многих случаях заменяют пайку, сварку и наплавку, а также обеспечивают восстановление таких деталей, ремонт которых известными способами затруднен или невозможен, поэтому их называют «холодной сваркой».

Ценные физико-механические свойства эпоксидных смол проявляются в результате превращения их под действием отвердителей в сетчатый полимер.

Эпоксидные композиции обладают уникальным набором технологических свойств, а полимерные материалы на их основе отличаются таким сочетанием прочностных, теплофизических, диэлектрических, адгезионных, влагозащитных и других показателей, какого не имеет ни одна другая группа высокомолекулярных соединений.

Основное достоинство технологии ремонта с использованием эпоксидных олигомерных композиций заключается в возможности их отверждения при любых температурах. Свойства отвержденной эпоксидной композиции во многом определяются характеристиками эпоксидной смолы, условиями и режимами протекания процесса их отверждения.

Существующие отвердители можно разбить на четыре группы:

аминные отвердители;

ангидриды дикарбоновых и поликарбоновых кислот;

олигомерные отвердители;

катализаторы и ускорители отверждения эпоксидных смол.

Однако для практического использования пригодны лишь немногие соединения, так как использование композиционных материалов при ремонте автомобилей требует отверждения эпоксидных композиций при комнатной температуре или при умеренном нагревании, а в случае необходимости и при отрицательных температурах.

Отвержденные эпоксидные смолы в чистом виде обладают повышенной хрупкостью, т. е. плохо выдерживают удары и вибрации. Для повышения эластичности в их состав вводят пластификаторы. Пластификация определяет изменение вязкости полимерной композиции, увеличение гибкости молекул и подвижности надмолекулярных структур.

Пластификаторы не только уменьшают хрупкость, но и повышают морозостойкость и стойкость к резкому изменению температур отвержденных композиций.

Пластификаторы можно вводить вручную, однако в этом случае возможно неравномерное смешивание состава с образованием большого количества пузырьков воздуха. Поэтому целесообразно использовать готовые компаунды, в которые уже введены пластификаторы.

В эпоксидный компаунд входит олигоэфиракрилат МГФ-9, представляющий собой эфир, полученный на основе метакриловой и фталевой кислот и триэтиленгликоля. В качестве пластификаторов эпоксидных смол также используют низкомолекулярные полиамид¬ные смолы (Л-18, Л-19, Л-20), являющиеся одновременно отвердителями.

В производственной практике ремонта автомобилей наибольшее распространение получили многочисленные композиции на основе эпоксидных смол ЭД-20 и ЭД-16 в которых в качестве пластификатора используется дибутилфталат с отвердителем полиэтиленполиамином.