Эпоксидные клеи холодного отверждения для склеивания и ремонта деталей авиационной техники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Шарова, Ирина Алексеевна

• Шарова, Ирина Алексеевна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Шарова, Ирина Алексеевна

Содержание

Введение

Глава 1. Литературный обзор

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1 Характеристика исходных материалов

2.2 Методы исследования

Глава 3. Экспериментальная часть

3.1 Исследование эпоксидных олигомеров и отвердителей в качестве основы быстроотверждающегося клея холодного отверждения

3.2 Модификация быстроотверждающейся эпоксидной клеевой композиции каучуком

3.3 Исследование технологических свойств клея ВК-93

3.4 Выбор режимов отверждения клея ВК-93

3.5 Исследование физико-химических свойств клея ВК-93 и физико-механических свойств клеевых соединений на его основе

3.6 Технология изготовления

3.7 Оценка возможности применения клея ВК-93 для склеивания и ремонта деталей из ПКМ

3.8 Технология ремонта с применением клея ВК-93 в сочетании с самоклеющимся материалом

3.9 Исследование эпоксидных олигомеров и отвердителей в качестве основы зазорозаполняющего клея холодного отверждения

3.10 Модификация зазорозаполняющей эпоксидной клеевой композиции каучуком

3.11 Выбор наполнителя зазорозаполняющей клеевой композиции

3.12 Технологии изготовления конструкционного зазорозаполняющего клея

3.13 Исследование режимов отверждения зазорозаполняющего клея

3.14 Исследование физико-химических свойств клея ВК-67М и физико-

механических свойств клеевых соединений на его основе

Глава 4. Практическая реализация результатов работы

Выводы

Список использованной литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эпоксидные клеи холодного отверждения для склеивания и ремонта деталей авиационной техники»

ВВЕДЕНИЕ

Современные клеи на основе различных полимеров нашли исключительно широкое применение для соединения металлов и неметаллических материалов в конструкциях и изделиях практически во всех отраслях промышленности. Склеивание, несомненно, является и весьма перспективным способом соединения материалов в конструкциях будущего.

Среди всего разнообразия существующих клеев эпоксидные клеи являются наиболее распространенными. Эпоксидные клеи -термореактивные синтетические продукты, получаемые на основе эпоксидного олигомера и различных отвердителей основного и кислотного типов. Эпоксидные клеи находят применение в различных областях техники и народного хозяйства благодаря таким ценным свойствам, как высокая адгезия к самым различным материалам, хорошие физико-механические характеристики, незначительная усадка при отверждении, высокая химическая стойкость.

Важнейшую роль среди эпоксидных клеев играют высокопрочные эпоксидные клеи конструкционного назначения. Разработанные во ФГУП «ВИАМ» пленочные клеи горячего отверждения ВК-36, ВК-51 и другие и пастообразные клеи холодного отверждения ВК-9 и ВК-27 и их модификации применяются практически во всех типах современных отечественных самолетов, вертолетов и изделий авиакосмической и ракетной техники. По сравнению с традиционными авиационными конструкциями (заклепочными и сварными соединениями) клееные конструкции имеют существенные преимущества: высокую удельную прочность и весовую эффективность; стойкость к высоким акустическим и вибрационным нагрузкам; равномерность распределения напряжений по всей площади соединения элементов конструкции; высокую прочность и трещиностойкость, особенно

для клееных слоистых обшивок из тонколистовых материалов, по сравнению с клепанными и монолитными.

С использованием конструкционных клеев разработаны высокоэффективные технологии изготовления клееных конструкций с неразъемными соединениями, что обеспечивает сохранение прочностных и эксплуатационных характеристик в течение всего срока работы изделий.

Конструкционные клеи горячего и холодного отверждения наиболее широко внедрены на предприятиях: ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля» - все боевые и гражданские вертолеты (Ми-6, Ми-8, Ми-24, Ми-24В, Ми-26, Ми-26Т, Ми-28, Ми-34 и их модификации), ОАО «ОКБ Сухого» (Су-27, Су-29, Су-ЗОМКИ и др.) и др. Эффективность применения клеев и технологий склеивания подтверждена многолетней эксплуатацией клееных конструкций в составе изделий оборонно-промышленного комплекса.

Конструкционные эпоксидные клеи холодного отверждения представляют особый интерес, так как они не требуют специальной оснастки для проведения процесса отверждения и часто применяются в тех случаях, когда нагрев склеиваемых деталей невозможен.

В последнее время появилась потребность в конструкционных эпоксидных клеях холодного отверждения с функциональными свойствами, которые, обеспечивая высокий уровень прочностных свойств при склеивании различных материалов, дополнительно обладают специальными характеристиками, такими как высокая скорость отверждения, способность к заполнению зазоров и т.д.

Среди высокопрочных клеев конструкционного назначения клеи холодного отверждения являются незаменимыми материалами для использования в работах по склеиванию и ремонту элементов крупногабаритных конструкций. Однако существующие клеи холодного отверждения ВК-9 и ВК-27 требуют длительного времени для отверждения,

что значительно удлиняет технологический цикл изготовления клееных конструкций. За рубежом для этих целей широко используют быстрооверждающиеся клеи, способные обеспечить через 3-5 ч отверждения прочность клеевых соединений на уровне 50% от конечной прочности. В России также ведутся работы в этом направлении, однако, разработанные в настоящее время быстроотверждающиеся клеи обладают рядом существенных недостатков: крайне малая жизнеспособность, что не позволяет их использовать при склеивании поверхностей с большой площадью; недостаточно высокий уровень прочностных характеристик, что не отвечает требованиям, предъявляемым к клеям авиационного назначения.

Отсутствуют конструкционные клеи холодного отверждения, которые могли бы решить задачу изготовления теплонагруженных до температуры 150 °С крупногабаритных деталей из металлических и неметаллических материалов, характеризующихся наличием зазоров до 0,8 мм между склеиваемыми поверхностями из-за их плохой подгонки.

Создание высокопрочных клеев холодного отверждения конструкционного назначения с новыми специальными свойствами (быстроотверждающегося и зазорозаполняющего) и явилось целыо данной диссертационной работы. Основными требованиями, которые учитывались при создании клеев, были следующие:

1. Для быстроотверждающегося клея:

- интервал рабочих температур от -60 °С до +80 °С, в т.ч. при 80 °С -

1000 ч;

- 50%-ная прочность клеевых соединений через 5 ч отверждения.

2. Для зазорозаполняющего клея:

- интервал рабочих температур от -60 °С до +150 °С, в т.ч. при

125 °С - длительно (1000 ч) и при 150 °С кратковременно.

- способность заполнять зазоры до 0,8 мм;

Целью настоящей работы также явилось разработка создание технологий изготовления и ремонта, в том числе оперативного, клееных конструкций из металлов и ПКМ с применением разработанных клеев.

Для достижения поставленных целей решены следующие задачи:

1. исследование влияния строения эпоксидных олигомеров, модифицирующих добавок и отвердителей на теплопрочностные свойства клеевых композиций модельного состава и температурно-временные параметры их отверждения;

2. изучение зависимости между составом, реологическими параметрами, кинетикой реакций отверждения клеевых композиций и физико-механическими характеристиками клеевых соединений на их основе;

3. выявление путей направленного регулирования составов клеевых композиций для достижения требуемых свойств - сочетания прочностных характеристик и специальных свойств;

4. разработка эпоксидных клеев холодного отверждения:

быстроотверждающегося клея со свойствами: достаточной жизнеспособностью, прочностью клеевых соединений не менее 7,0 МПа через 5 ч отверждения и на уровне 22,0 МПа через 24 ч отверждения; диапазон рабочих температур от -60 °С до +80 °С, в т.ч. при 80 °С - 1000 ч;

- зазорозаполняющего клея со свойствами: диапазон рабочих температур от -60 °С до +150 °С, в т.ч. выдерживающего воздействие температуры 125 °С — 1000 ч и при 150 °С - кратковременно; склеивание поверхностей с зазороами до 0,8 мм.

5. исследование свойств разработанных клеев в объеме квалификационной оценки;

6. разработка технологий изготовления и применения быстроотверждающегося и зазорозаполняющего клеев;

7. разработка технологии ремонта деталей из ПКМ с использованием быстроотверждающегося клея.

В результате проведенной работы разработаны конструкционные эпоксидные клеи холодного отверждения: быстроотверждающийся марки ВК-93, обеспечивающий начальную прочность клеевых соединений не менее 7 МПа после 5 ч отверждения и зазорозаполняющий марки ВК-67М, работоспособный до 150 °С.

Внедрение конструкционных эпоксидных клеев с новыми специальными свойствами позволит обеспечить снижение трудоемкости технологического процесса склеивания за счет возможности проведения последующих технологических операций до полного завершения процесса склеивания (для быстроотверждающегося); возможность изготовления клеевых соединений деталей и агрегатов конструкций криволинейной поверхности авиационной техники.

На защиту выносятся:

- Научный подход к созданию составов конструкционных эпоксидных клеев холодного отверждения - быстроотверждающегося и зазорозаполняющего - с новыми технологическими свойствами и технологий их изготовления и применения для склеивания и ремонта деталей и агрегатов из ПКМ.

Результаты положительного опробования клея ВК-93 для изготовления клеевых соединений из материалов, заложенных в конструкцию перспективного изделия МС-21, клеев ВК-93 и ВК-67М для ремонта клееных конструкций самолетов разработки ОАО «АК им. C.B. Ильюшина» в производственных условиях ОАО «Аэрофлот» (Шереметьево).

Глава 1. Литературный обзор

Широкое применение в различных областях техники и народного хозяйства находят эпоксидные клеи благодаря таким ценным свойствам, как высокая адгезия к самым различным материалам, хорошие физико-механические характеристики, незначительная усадка при отверждении, высокая химическая стойкость, возможность отверждения при комнатной температуре и т.д. [1-9]. Поэтому новые разработки в области клеев на основе эпоксидных олигомеров и технологий склеивания с их использованием представляют значительный интерес.

Широкая гамма эпоксидных клеев была разработана в ВИАМ. Первым эпоксидным клеем стал эпоксидно-полиамидный клей холодного отверждения ВК-9, который и до настоящего времени широко применяется в различных отраслях промышленности [10-12]. Была также разработана серия эпоксидных клеев (ВКП-2, ВКП-6, ВКП-7 и др.), предназначенных для авиаприборостроения (для дополнительного крепления

электрорадиоэлементов, микросхем, проводов и жгутов к печатным платам, для изготовления гироскопов, электропроводящие клеи).

Разработаны высокопрочные эпоксидные пленочные клеи (ВК-36, ВК-41, ВК-51 и т.д.) и с их применением новые типы клееных сотовых и слоистых конструкций, обладающих повышенным ресурсом и надежностью [13-15].

Важное значение имеют также эпоксидные вспенивающиеся клеи, применение которых в сотовых авиационных конструкциях в сочетании с высокопрочным пленочным эпоксидным клеем позволяет исключить затраты труда на механическую обработку деталей под склеивание и одновременно повысить эксплуатационную надежность сотовых агрегатов [16]. Разработаны вспенивающиеся клеи холодного отверждения ВКВ-9, ВКВ-27,

горячего отверждения ВКВ-1 и пленочные вспенивающиеся клеи ВКВ-2, ВКВ-3 и ВКВ-ЗТ[11].

За последние годы ЗАО «ХИМЭКС Лимитед» наряду с традиционной для России эпоксидной продукцией разработал и начал выпуск ряда эпоксидных систем под маркой ХТ [17]. Так, фирма предлагает композицию ХТ-162 на основе эпоксидианового олигомера с активным наполнителем и циклоалифатическим полиамином в качестве отвердителя. В отвержденном виде композиция обладает хорошими прочностными и эластическими характеристиками (величина относительного удлинения при разрыве составляет 30 %), и в то же время вполне удовлетворительной адгезионной прочностью даже при склеивании инертных в химическом отношении полимеров. Прочность на разрыв для композиции, отвержденной в течение 7 сут. при комнатной температуре, составляет 57-60 МПа.

Эпоксидные олигомеры используются в качестве компонентов электроизоляционных заливочных компаундов холодного отверждения. ОАО «Композит» разработаны компаунды ЭЛК-5, ЗК-ЭЛ/З, ЭЛК-12 и ЦМК-73, которые могут применяться как заливочные электроизоляционные и герметизирующие материалы, работоспособные в экстремальных температурных условиях от -100 до 200°С и выше [18].

Несмотря на широкое применение эпоксидных клеев, их невысокие ударо- и трещиностойкость в значительной мере ограничивают применение в условиях воздействия ударных и вибрационных нагрузок, температурных перепадов. Одним из наиболее перспективных путей повышения их ударостойкости является использование в рецептурах низкомолекулярных каучуков с концевыми карбоксильными группами. В работах [19,20] для модификации эпоксидного олигомера ЭД-20 показано применение каучука СКД-КТРА, что позволяет получить ударостойкие клеи, обладающие повышенными когезионной прочностью и адгезией к различным металлам и неметаллическим материалам, водостойкостью. Предложен способ введения

10

каучуков в композицию путем предварительного проведения реакции этерификации между каучуком и олигомером ЭД-20 при 433 К в течение 1 ч.

Модификация эпоксидных клеев каучуками позволяет существенно улучшить климатическую стойкость клеев, особенно стойкость клеевых соединений при одновременном воздействии нагрузки и климатических условий. Сравнительные испытания соединений, выполненных эпоксидными пастообразными клеями ВК-9 и ВК-27, показали, что соединения на клее ВК-27, модифицированном каучуком, имеют надежную работоспособность при воздействии климатических условий морских субтропиков и нагрузки, равной 30 % от исходной прочности, в то время как для соединений на клее ВК-9 имело место разрушение отдельных образцов под нагрузкой, составляющей 5 % от исходной прочности [21].

Для модификации эпоксидных олигомеров с успехом применяют высокомолекулярные ароматические полисульфоны [22], позволяющие повысить влагостойкость, теплостойкость, прочность при разрыве и ударную прочность эпоксидных композиций. На примере композиций на основе ЭД-20, отверждаемой диэтилентриаминометилфенолом (УП-583Д), было показано, что модификация эпоксидных олигомеров ароматическим олигосульфоном с концевыми карбоксильными и фенольными группами позволяет получать конструкционные клеи с высокими физико-механическими и адгезионными характеристиками.

С целью снижения вязкости эпоксидных олигомеров, повышения ударной прочности, прочности при растяжении и сжатии используют Лапроксиды - глицидиловые эфиры моно- и полифункциональных спиртов -и Лапролаты, представляющие собой моно (олиго)эфиры с концевыми циклокарбонатными группами общей формулы:

К(ОСН2СНСН2)т

о о

с

II

о

где т=1-3, Я - остаток моно- или полифункционального спирта.

На основе эпоксидных олигомеров и Лапролатов разработан клей ЦМК-21, работоспособный при температурах от -196 до 150°С и имеющий повышенную трещиностойкость, а также вибро-, ударопрочный клей-герметик КГЭ-3/16, предназначенный для склеивания разнородных материалов [23].

Теплостойкость эпоксидных клеев можно повысить за счет использования в их составе вместо эпоксидиановых эпоксиэлементоорганических олигомеров. Модифицированные эпоксидные олигомеры сохраняют теплостойкость и другие положительные свойства кремний- и титанорганических полимеров, но имеют улучшенные адгезионные и механические свойства по сравнению с немодифицированными олигомерами.

Из наиболее известных модифицированных эпоксидных олигомеров наибольший интерес представляют СЭДМ-2, СЭДМ-3, СЭДМ-ЗР, СЭДМ-8, ТФЭ-9Т, являющиеся продуктами модификации эпоксидных диановых олигомеров ЭД-16 и ЭД-20 элементоорганическими соединениями. На их основе НПО «Пластмассы» и ООО «Суперпласт» разработаны клеи К-300, К-400, ВТ-200, ВТ-25-200, Криосил, Криотек и др. и компаунды ТФ-200, К-97, работоспособные при температурах примерно на 100°С выше, чем аналогичные материалы на основе эпоксидиановых олигомеров.

Для модификации эпоксидных олигомеров используют полититанорганосилоксаны, при этом получают более регулярную структуру и повышают клеящие свойства систем. Модификация позволяет ускорить

процессы отверждения, повысить плотность сетки и, соответственно, прочность при сжатии более, чем в 2 раза. Значения адгезионной прочности повышаются до 3 раз по сравнению с ^модифицированными составами. Модификаторы снижают вязкость композиций, увеличивают жизнеспособность и водостойкость.

Эпоксидно-кремнийорганические клеящие системы могут быть получены также за счет использования в их составе в качестве отвердителей кремнийорганических диаминов — продуктов конденсации у-аминопропилтриэтоксисилана с различными двухосновными спиртами. Применение таких отвердителей позволяет получать материалы, обладающие высокой эластичностью, гибкостью и улучшенной адгезией.

Известны эпоксидноэлементоорганические клеи серии ТК, разработанные ФГУП «Исток», работоспособные при температурах до 250-300°С, различного функционального назначения, используемые при производстве изделий электронной техники.

Криогенстойкие клеи на основе низковязких

эпоксидноэлементоорганических олигомеров СЭДМ-2р и СЭДМ-Зр -«Орион-64 Пласт» и «0рион-70» - были использованы при изготовлении фотоприемников, выдерживающих многократный перепад температур от -196 до 60°С (300-500 циклов).

Определенный интерес для создания клеев представляют резорцинсодержащие эпоксидные олигомеры. По комплексу теплопрочностных показателей отвержденные композиции на основе резорцинсодержащих эпоксидных олигомеров обладают существенными преимуществами в сравнении с композициями на основе эпоксидно-диановых аналогов. Преимущества этих композиций подтверждаются и исследованиями их адгезионных характеристик. В частности, показано, что прочность при сдвиге клеевого соединения полимерной композиции на

основе резорцинсодержащего эпоксидного олигомера УП-637 составляет: при комнатной температуре - не менее 21,5 МПа; при 150°С - не менее 6,0 МПа; при 200°С - не менее 3,0 МПа (склеиваемый материал - алюминиевый сплав).

На основе модифицированных эпоксидных олигомеров ОАО «Композит» разработаны пенокомпаунды ПЭК-74 и ПЭК-60, предназначенные для электроизоляции и упрочнения электрических разъемов путем заливки, для герметизации и защиты элементов радиоэлектронной аппаратуры, для выравнивания дефектных поверхностей с нанесенной теплоизоляцией [24-28].

Исследования в области эпоксидных клеевых систем проводит фирма ЗМ Innovative Properties. Так, в работе [29] описывается применение двухкомпонентных клеевых композиций, где первый компонент содержит эпоксидные олигомеры, а второй — смесь из двух отвердителей в сочетании с агентами, повышающими ударную вязкость (обычно это частицы со структурой ядро-оболочка) и наполнителем (с размером частиц от 0,5 до 500 мкм). Такие клеевые композиции характеризуются хорошими прочностными показателями при сдвиге в широком интервале температур от -55 °С до 135 °С (прочность при сдвиге при 23°С составляет 29,6 МПа, при 135°С -11,0 МПа).

На основе эпоксидных олигомеров в ГОИ им. С.И. Вавилова разработана широкая гамма оптических клеев, применяемых для склеивания оптических деталей различных конструкций — от крупногабаритных астрономических телескопов до приборов флуоресцентной микроскопии и др.. В качестве основы таких клеев, как правило, используют эпоксидиановые олигомеры ЭД-22, ЭД-20, ЭД-10 и отвердители -алифатические амины (полиэтиленполиамины, диэтилентриамин, триэтилентетрамин), а также отвердители со смешанными функциями типа АФ-2 (этилендиаминометилфенол) и др.

Для модификации эпоксидных оптических клеев весьма эффективно использование продуктов конденсации диаминов адамантана, особенно аддуктов на основе функциональных производных адамантана. Их использование позволяет обеспечить высокий уровень адгезионных характеристик клеев, в том числе к полированному стеклу, повышенную устойчивость к внешним факторам воздействия, работоспособность при 150°С более 1000 ч.

Для склеивания оптических деталей в приборах квантовой электроники разработаны эпоксидные клеи ОК-Т1-Ф, ОК-ТЗ-Ф, ОК-Т4-Ф и ДЭДАФ. Отверждение клеев проходит при комнатной температуре с последующим доотверждением при 60°С. Интервал рабочих температур от -60 до +130°С. Коэффициент пропускания в диапазоне длин волн 350-2500 нм при толщине клеевого слоя 0,02 мм составляет 99 %.

Наиболее часто клеи на основе эпоксидных олигомеров поставляются потребителям в виде двух упаковочных комплектов. Определенный интерес представляют одноупаковочные составы, поскольку они не требуют приготовления перед применением и более экономичны, т.к. отходы клея при их применении минимальны. УкрГосНИИпластмасс (г. Донецк) разработаны тиксотропные клеи-герметики УП 5-207, УП 16-06, УП 5-240, жизнеспособность при хранении которых составляет 3-4 мес., отверждение при 100-120°С проходит в течение 15-30 мин, интервал рабочих температур от -150 до 200°С (кратковременно).

Одним из важнейших направлений при создании технологий склеивания в последнее время являются ремонтные технологии [30-37]. Это связано с тем, что традиционные способы ремонта и восстановления изношенных узлов и механизмов в промышленности требуют больших финансовых и трудовых затрат. Замена деталей на новые не всегда

экономически выгодна. Кроме того, ремонту уделяется серьезное внимание в связи с развитием приоритетных работ по принципам «зеленой» химии.

Клеевые материалы могут быть использованы и уже используются в ремонтно-восстановительных работах как основной продукции, так и различного технологического оборудования предприятий в машиностроении, авто- и судоремонте, ремонте сельскохозяйственных машин, энергетике, химической и нефтеперерабатывающей промышленностях, коммунальном хозяйстве, полиграфии, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленностях и др.

Применение клеевых материалов позволяет не только снизить себестоимость ремонтных работ в 3...10 раз (в том числе и за счет исключения дорогостоящего демонтажа), но и расширить их номенклатуру, восстанавливая детали и узлы, не поддающиеся ремонту традиционными способами (сваркой, наплавкой, напылением и т.п.).

Ведущие отечественные и зарубежные авиационные фирмы активно ведут исследования в области создания новых технологических процессов ремонта авиационных конструкций, позволяющих восстанавливать первоначальную прочность конструкции, т.е. отремонтированный участок должен отработать ресурс, определенный для всей конструкции.

Увеличение объемов применения ПКМ в авиационной технике как одного из перспективных направлений развития материалов потребовало изучения типов возникающих дефектов в агрегатах из ПКМ и разработки ремонтных технологий по их устранению. Сотовые конструкции являются наиболее тонкостенными агрегатами, выходящими на наружный контур самолетов. С сотовым заполнителем выполняются ответственные элементы механизации крыла и оперения. Они более других чувствительны к сосредоточенным нагрузкам, часто повреждаются от попаданий посторонних предметов (птиц, камней, сгустков битума с взлетно-посадочной полосы и

др.) и влаги, а также от небрежности и отсутствия квалификации обслуживающего персонала (удары при движении стремянок, при падении инструментов и др.). Очевидно, что основными дефектами являются отслоения, которые появляются вследствие попадания влаги в сотовые конструкции [38].

Наиболее часто ремонт таких деталей, как обшивка фюзеляжа, проводят с применением клеевых препрегов как в России, так и за рубежом

[39].

Отремонтированные с использованием клеевых препрегов конструкции из ПКМ приближаются по свойствам к изделиям в исходном состоянии и имеют высокие надежность и ресурс работы.

Однако при отсутствии специализированного оборудования, позволяющего создать в зоне ремонтируемого участка требуемые температуру (12(К175)°С и давление (0,2-0,8) МПа, используют во многих случаях жидкие и пастообразные эпоксидные клеи холодного отверждения

[40]. Наиболее оптимальным способом ремонта отслоений с использованием клеев холодного отверждения является вырезка дефектной зоны обшивки (и, при необходимости, сотового заполнителя) и приклеивание фрагмента обшивки по месту ремонта, что позволяет тщательно просушить зону ремонта, выявить и заблокировать источник проникновения влаги, качественно и надежно отремонтировать сотовый заполнитель, полностью реализовать прочностные свойства клеевых соединений и обеспечить герметичность отремонтированной зоны агрегата [41].

Например, применяют разработанные во ФГУП «ВИАМ» эпоксидные клеи ВК-9 и ВК-27, в том числе в самолетах серии «Ил» для склеивания металлических и композиционных материалов, выполнения клееклепаных соединений (клей ВК-27) [40]. В отдельных случаях эти клеи используют с подслоем из эластичного клея ВК-25 [16, 42, 43].

Указанные клеи нашли применение для изготовления клеевых и клеемеханических (клееклепаных, клеерезьбовых и др.) соединений, в том числе при стапельной сборке планера самолета. Клеевые соединения на их основе эксплуатируются в диапазоне рабочих температур: от минус 60 до плюс 125°С длительно, при 200°С - 500 ч, при 250°С -5ч (клей ВК-9); от минус 60 до плюс 80°С длительно и при 250°С кратковременно (клей ВК-27).

Во ФГУП «ВИАМ» разработан широкий ассортимент эпоксидных клеев, которые нашли применение при ремонте и изготовлении силовых деталей и агрегатов из металлов и ПКМ в конструкциях изделий авиакосмической техники и других отраслях промышленности [11]. Так, разработан термостойкий клей холодного отверждения марки ВК-58, который применяется для склеивания металлов (углеродистых и нержавеющих сталей, титановых сплавов) между собой и с теплостойкими неметаллическими материалами, для ремонта, а также для крепления тензорезисторов. Интервал рабочих температур клея составляет от -60°С до +500°С, в том числе при 200°С - 100 ч. Разработана технология ремонта типовых дефектов систем кондиционирования воздуха (СКВ) с использованием термостойкого клея ВК-58, которая позволяет восстановить функционирование и продлить ресурс работы СКВ, получить значительный экономический эффект за счет исключения длительных простоев авиационной техники [12].

При эксплуатации вертолетов имеют место случаи повреждения хвостовых отсеков лопасти, и возникает необходимость их замены в условиях эксплуатации. В ВИАМ совместно с АО «Вертолетный завод им. М.Л. Миля» и НИИЭРАТ разработана ремонтная технология склеивания хвостовых отсеков с лонжероном лопасти в полевых условиях. В соответствии с разработанной технологией склеивание рекомендуется проводить клеями горячего отверждения, такими как ВК-3, ВК-50, а также клеем холодного отверждения ВК-27А, представляющим собой

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шарова, Ирина Алексеевна, 2015 год

Список использованной литературы

1. Петрова А.П., Донской A.A. Клеящие материалы. Герметики // Справочник под редакцией д-ра техн. наук, проф. А.П. Петровой. — СПб.: НПО «Профессионал», 2008. - 589 с.

2. Кардашов Д.А., Петрова А.П. «Полимерные клеи». М.: «Химия». 1983.-255 с.

3. Лукина Н.Ф., Дементьева Л.А., Петрова А.П., Сереженков A.A. Конструкционные и теплостойкие клеи // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 328-335

4. Симонов-Емельянов И.Д., Апексимов Н.В., Трофимов А.Н., Суриков П.В., Хомяков А.К. Влияние молекулярной массы диановых эпоксидных олигомеров промышленных марок на кинетику усадки при отверждении // «Вестник МИТХТ». 2011.№4. С. 89-92.

5. Петрова А.П., Лукина Н.Ф. Применение клеев и герметиков в изделии «БУРАН» // «Клеи. Герметики. Технологии». 2009. №1. С. 27-31.

6. Кудрина A.B. Клеевые и герметизирующие материалы, применяемые в авиационной промышленности и в машиностроении // «Энциклопедия инженера-химика». 2014. №6. С. 28-30.

7. Еселев А.Д., Бобылев В.А. Сырьевая база клеев и лакокрасочных материалов //Ежемесячный научно-технический и учебно-методический журнал «Клеи. Герметики. Технологии». 2012. №4. С. 25-31.

8. Еселева Л.И. Обзор докладов международной конференции «Современные достижения в области клеев и герметиков. Материалы, сырье, технологии» // «Все материалы». Энциклопедический справочник 2014. №4. С. 31-40.

9. Пакен A.M. «Эпоксидные соединения и эпоксидные смолы» Л.: «Госхимиздат». 1962. - 964 с.

10.N.F. Lukina, L.I. Anikhovskaya, L.A. Dement'eva, A.P. Petrova and T.Y. Tyumeneva Adhesives and bonding materials for components in aviation technology // Welding International. Vol.22, No. 2, February, 2008, 122-129

П.Дементьева Л. А., Бочарова Л.И., Лукина Н.Ф., Петрова А.П. Многофункциональные эпоксидные клеи для авиационной техники // «Клеи. Герметики. Технологии». 2006. №7. С. 18-20.

12.Аниховская Л.И., Петрова А.П., Лукина Н.Ф. Применение клеев холодного отверждения в авиастроении // Ежемесячный научно-технический и учебно-методический журнал «Клеи. Герметики. Технологии». 2004. №6. С. 22-23.

13. Петрова А.П., Лукина Н.Ф., Дементьева Л.А., Тюменева Т.Ю., Авдонина И.А., Жадова Н.С. Клеи для авиационной техники // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. 2010. TLIV. №1. С.46-52.

Н.Петрова А.П., Лукина Н.Ф. 50 лет лаборатории «Клеи и клеевые препреги» // «Клеи. Герметики. Технологии». 2009. №1. С. 2-13.

15.Лукина Н.Ф., Аниховская Л.И., Дементьева Л.А., Петрова А.П., Тюменева Т.Ю., Клеи и клеящие материалы для изделий авиационной техники // «Технологии машиностроения». 2007. №6. С. 32-39.

16.Петрова А.П., Лукина Н.Ф. Клеевые технологии в авиастроении // «Клеи. Герметики. Технологии». 2007. №8. С. 26-35

17.Бобылев В.А., Иванов A.B. Новые эпоксидные системы для клеев и герметиков производства ЗАО «ХИМЭКС Лимитед» // «Клеи. Герметики. Технологии». 2008. №2. С. 2-5.

18.Гладких С.Н., Вялов А.И., Шестаков A.C., Шохорова Д.В. Конструкционные клеи холодного отверждения с повышенной деформативной устойчивостью // «Клеи. Герметики. Технологии». 2013. №3. С. 10-14.

19.Пыриков A.B., Лойко Д.П. Изменение свойств эпоксидных полимеров под влиянием жидких полисульфидных и карбоксилатных бутадиеновых каучуков // «Ремонт, восстановление, модернизация». 2008. №8. С. 30-32.

20.Пыриков A.B., Лойко Д.П., Кочергин Ю.С. Модификация эпоксидных смол жидкими полисульфидными и карбоксилатными бутадиеновыми каучуками // «Клеи. Герметики. Технологии». 2010. №1. С. 28-33.

21.Аниховская Л.И. Клеи и материалы на их основе для ремонта конструкций авиационной техники // «Клеи. Герметики. Технологии». 2006. №2. С. 21-23.

22.Осипов П.В., Осипчик B.C., Смотрова С.А. Регулирование свойств эпоксидных олигомеров // «Успехи в химии и химической технологии» Том XXII. 2008. №5(85) С. 53-56

23. Гладких С.Н. Разработки ОАО «Композит» // По материалам 2-й международной конференции «Полимерные материалы XXI века». http://polymery.ru

24. Ееелев А.Д. Клеи и герметики на выставках «Отечественные строительные материал ы-2011» и «Стройтех-2011» // «Клеи. Герметики. Технологии». 2011. №5. С. 38-43.

25.Калинина Н.К., Костромина Н.В., Осипчик B.C. Способы повышения химической стойкости композиционных материалов на основе эпоксидных олигомеров // «Успехи химии и химической технологии». Том XXI. 2007. №5(73). С. 60-64.

26.Патент RU2494134C1 Клеевая композиция.Опубл. 27.09.2013.

27.Лапицкая Т.В., Лапицкий В.А., Кученева М.Д., Лапицкий A.B. Новые направления в создании эпоксидных клеев // «Клеи. Герметики. Технологии». 2013. №5. С. 7-9.

28.Скорняков A.C., Андреев С.А. Новая серия эпоксидных клеев для быта, ремонта и строительства // «Клеи. Герметики. Технологии». 2006. №7. С. 34-42.

29. Заявка US 2011/0313082 Эпоксидные клеевые композиции с высокой механической прочностью в широком интервале температур Опубл. 22.12.2011

30.Петрова А.П., Куликов В.В. Свойства клеевых материалов, используемых в ремонтно-восстановительных работах // «Клеи. Герметики. Технологии». 2008. №8. С. 2-12.

31.Petrova А.Р., Lukina N.F. Application of Adhesion Coats and Systems of Surface Modification during Gluing // Polimer science. 2014. Series D. Vol. 7. №3. P. 177-180.

32.Куликов В.В., Петрова А.П. Анализ типовых дефектов в клеевых соединениях авиационной техники и их ремонт // «Клеи. Герметики. Технологии». 2011. №5. С. 24-27.

33.Жадова Н.С., Лукина Н.Ф., Тюменева Т.Ю. Самоклеящиеся материалы ждя временного оперативного ремонта внешней поверхности изделий авиационной техники // «Клеи. Герметики. Технологии». 2012. №6. С. 2-4.

34.Шарова И.А. Отечественный и зарубежный опыт в области разработки эпоксидных клеев холодного отверждения //Труды ВИАМ. 2014. № 7 (viam-works.ru)

35.Шарова И.А., Петрова А.П. Обзор по материалам международной конференции по клеям и герметикам (WAC-2012, Франция) // Труды ВИАМ. 2013. №8. С. 6.

36.Петрова А.П. Тенденции развития химии и технологии клеевых материалов // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Современные достижения в области клеев и герметиков. Материалы, сырье, технологии». Дзержинск. Изд. «НИИПОЛИМЕРОВ им. Каргина». 2013. С. 19-20.

37.Петрова А.П. Обзор материалов всемироной конференции по клеям и герметикам «WAC-2012» // «Клеи. Герметики. Технологии». 2013. №2. С. 31-36.

38.Виленц B.C. Ремонт клеевых соединений в условиях эксплуатации // «Клеи. Герметики. Технологии». 2004. №6. С. 26-29.

39.J. Wang, A. Gunnion, A. Baker Battle damage repair of a helicopter composite frame-skin junction. Part 1 : Deport repair // Composites: Part A 40(2009) 1433-1446

40.Виленц B.C., Дементьева Л.А Применение клеев при ремонте сотовых конструкций // «Клеи. Герметики. Технологии». 2006. №2. С. 24-26.

41.Виленц B.C. Особенности ремонта дефектов типа «отслоение-расслоение» на сотовых конструкциях из алюминиевых сплавов и композитных материалов в условиях эксплуатации // «Клеи. Герметики. Технологии». 2008. №11. С. 14-17.

42.N.F. Lukina, L.I. Anikhovskaya, L.A. Dement'eva, A.P. Petrova and T.Yu.Tyumeneva Adhesives and bonding materials for components in aviation technology // Welding International. Vol.22, No. 2, February, 2008, 122-129

43. Куликов B.B. Клеевые соединения в изделиях серии «Ил» // «Клеи. Герметики. Технологии». 2009. №1.С. 32-33.

44.Аниховская Л.И., Колобова З.Н., Углова Г.Н. Материалы для ремонта лопастей вертолетов типа Ми-8 и Ми-24 в условиях эксплуатации // «Клеи. Герметики. Технологии». 2005. №12. С. 32-33.

45.Гладких С.Н., Кузнецова Л.И., Гобарев Л.А. Конструкционные клеевые материалы для проведения ремонтно-технических работ на мокрых поверхностях и под водой // «Клеи. Герметики. Технологии». 2006. №7. С. 38-42.

46.Скорняков A.C., Андреев С.А. Новая серия эпоксидных клеев для быта, ремонта и строительства // «Клеи. Герметики. Технологии». 2006. №7. С. 34-38.

47.Ветрова A.M., Кленович О.Н., Бадрызлова М.П., Синеоков А.П., Жданова О.Г. Полимерные композиционные материалы ремонтного назначения // «Клеи. Герметики. Технологии». 2006. №1. С. 27-29.

48.Смирнов B.C., Парахина H.H., Мурох А.Ф., Хамидулова З.С., Милов

B.И., Аронович Д.А., Рогачева И.П., Синеоков А.П., Князев Е.Ф. Применение клеевых материалов при ремонте действующих газопроводов // «Клеи. Герметики. Технологии». 2009. №9. С. 22-25.

49.Ланихин P.A., Малышева Г.В. Ремонт автомобильных радиаторов // «Клеи. Герметики. Технологии». 2009. №10. С. 28-32.

50.Гейнрих Н.И., Мельников В.Н. Ремонт дефектов клеевого соединения в тонкостенных оболочках // «Клеи. Герметики. Технологии». 2007. №4.

C. 29-33.

51.Гладких С.Н., Колобкова В.М., Кузнецова Л.И. Быстроотверждающиеся клеевые составы холодного отверждения // Строительные и дорожные машины. 2006. № 9. С.37-38

52.Гладких С.Н., Кузнецова Л.И., Колобкова В.М. Быстроотверждающиеся эластичные полиуретановые клеи. // «Клеи. Герметики. Технологии». 2006. №11. С. 5-8.

53.Патент RU2261885 Клеевая композиция, предназначенная для склеивания металлических и неметаллических замасленных поверхностей. Публ. 10.06.2005

54.Кондратьева Е.В., Козицын B.C., Комарова Л.А., Гумеров А.Ф. Физико-механические свойства эпоксидных композитов, отвержденных третичным амином. // В сб.«Материалы Всероссийской 31-ой научно-технической конференции». Пенза. Изд-во ПГАСА. 2001. С. 37-38.

55.Кочергин Ю.С., Григоренко Т.Н., Шологон И.М., Лойко Д.П. Эпоксидные клеи со специальным комплексом свойств // Вопросы химии и химической технологии. 2007. №5. С. 92-96.

56.Кочергин Ю.С., Кулик Т.А., Григоренко Т.Н. Эпоксидные клеи специального назначения // «Клеи. Герметики. Технологии». 2006. №3. С. 3-7.

57.Плакунова Е.В., Пинкас М.В., Мызникова O.A., Панова Л.Г. Исследование влияния состава эпоксидной композиции на кинетику процесса отверждения // «Пластические массы». 2009. № 1. С. 9-11.

58.ХоангТхеВу, Осипчик B.C., Горбунова И.Ю., Смотрова С.А. Свойства и реокинетика процессов отверждения эпоксиаминной композиции на основе ЭД-20 // «Химическая промышленность сегодня». 2009. №4. С. 1519.

59.Сивергин Ю.М., Ухова Н.В., Усманова С.М. Отверждение эпоксидных соединений диаминами. Моделирование методом Монте-Карло // «Пластические массы». 2011. №3. С. 29-35.

60.Букетов A.B., Сапронов A.A., Яцюк В.М., Гршцук Б.Д., Барановский

B.C. Исследование влияния 1,4-бис(К,1ЧГ-диметилдитио-карбамато)бензена на механические свойства эпоксидной матрицы // «Пластические массы». 2014.№3-4. С. 26-34.

61.Абдулина A.M., Медведева К.А., Черезова E.H. Новые отверждающие системы для эпоксиднодиановых смол // Сборник трудов международной научно-технической кондеренции «Современные достижения в области клеев и герметиков. Материалы, сырье, технологии». Дзержинск. Изд. «НИИПОЛИМЕРОВ им. Каргина». 2013. С. 83-84.

62.Еселев А.Д., Бобылев В.А. Отвердители для клеев на основе эпоксидных смол // «Клеи. Герметики. Технологии». 2005. №4.

C. 2-8.

63.Швед E.H., Синельникова М.А., Беспалько Ю.Н., Олейник Н.М. Комплексы аминов с трифторидом бора как катализаторы «холодного» ангидридного отверждения эпоксидной смолы ЭД-20 // Журнал прикладной химии. 2012. Т.85. Вып. 10. С. 1709-1712.

64.Медведева К.А., Черезова E.H. Изучение в качестве отвердителей для эпоксидных олигомеров новых аминофенольных соединений // «Фундаментальные исследования». 2013. №6. С. 1085-1088.

65.Римлянд В.И., Старикова В.Н., Баханцов A.B. Исследование динамики физических свойств эпоксидной смолы в процессе отверждения // Известия высших учебных заведений. 2009. №5. С. 86-92.

66.Колышкин В.А., Горбунова И.Ю., Кербер М.Л. Изучение влияния содержания ускорителя на свойства клеевой композиции // «Успехи химии и химической технологии» Том XVIII. 2004. №2(42). С. 62-65.

67.Бондаренко С.Н., Соловьев А.А., Шиловский И .Я. Новый отверждающий агент для эпоксидной смолы ЭД-20 // «Химическая промышленность сегодня». 2007. №3. С. 12-15.

68.Кочнова З.А., Жаворонок Е.С., Чалых А.Е. Кн. «Эпоксидные смолы и отвердители: промышленные продукты». М.: ОСЮ»Пэйнт-Медиа». 2006.- 199 с.

69.Кочергин Ю.С., Григоренко Т.Н. Влияние жидких реакционноспособных каучуков на износостойкость эпоксидных клеевых композиций // «Клеи. Герметики. Технологии». 2013. №11. С. 22-28.

70.Бородулин А.С. Пластификаторы для эпоксидных клеев и связующих // «Клеи. Герметики. Технологии». 2012. №7. С. 31-35.

71.Поциус А. «Клеи, адгезия, технология склеивания». СПб.: «Профессия». 2007. - 373с.

72.Пол Д., Бактелл К. Кн. Полимерные смеси» Том II: Функциональные свойства. СПб.-«НОТ». 2009. - 605 с.

73.«Синтетические каучук». Под ред. Гармонова И.В. Л.: «Химия». 1976.-752 с.

74.Шварц А.Г., Динзбург Б.Н. «Совмещение каучуков с пластиками и синтетическими смолами». М.: «Химия». 1972. -224 с.

75.Корягин С.И. Влияние наполнителей на характеристики прочности клеевых композиций // «Вестник машиностроения». 1999. №5. С. 19-22.

76.0сипчик B.C., Аристор В.М., Костромина Н.В., Лизунов Д.А., Савелье Д.Н. Исследование адсорбционного взаимодействия на границе раздела фаз эпоксидный олигомер — наполнитель // «Пластические массы». 2011. №12. С. 16-18.

77.Kahraman Ramazan, Sunar Mehmet, YilbasBekir. Influence of adhesive thickness and filler content on the mechanical performance of aluminum single-lap joints bonded with aluminum powder filled epoxy adhesive // J. Mater. Process. Technol. 2008. 205, №1-3. C. 183-189.

78.Тхуан Ф.К., Костромина H.B., Осипчик B.C. Изучение поверхностных свойств наполненных композитов на основе эпоксидного олигомера // «Успехи химии и химической технологии». Том XXV. 2011. №3(113). С. 96-101.

79.Костромина Н.В., Осипчик B.C. Олихова Ю.В. Кравченко Т.П., Буй. Д.М. Регулирование межфазного взаимодействия и

адсорбционных процессов в клеевых композициях на основе эпоксидного олигомера // «Клеи. Герметики. Технологии». 2014. №6. С. 17-22.

80.Бранцева Т.В., Ильин С.О., Горбунова И.Ю, Антонов C.B., Кербер M.JI. Адгезионные свойства Системы ЭД-20 - дисперсный наполнитель // Сборник трудов международной научно-технической кондеренции «Современные достижения в области клеев и герметиков. Материалы, сырье, технологии». 2013. С. 84-86.

81.Корохин P.A., Солодилов В.И., Отегов A.B., Горбаткина Ю.А. Вязкость дисперсно-наполненных эпоксидных композиций // «Клеи. Герметики. Технологии». 2013. №2. С. 2-7.

82.Ахматова О.В., Зюкин C.B., Ильин С.О., Горбунова И.Ю., Кербер M.JI. Изучение влияния различных наполнителей на вязкость эпоксидного связующего // «Успехи химии и химической технологии» Том XXIII. 2009. №5(98). С. 19-24.

83.Старокадомский Д.Л., Телнгеев И., Головань C.B. Влияние аэросила А-100 на прочность, набухание и структуру эпоксиполимера // «Пластические массы». 2010. №7. С. 35-40.

84.Кербер М.Л., Виноградов М.Л., Головкин В.М и др. Учебное пособие «Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология». СПб.: «Профессия». 2009. - 509 с.

85.Справочное пособие «Наполнители для полимерных композиционных материалов». Под редакцией Каца Г.С., Милевского Д.В. М.: «Химия». 1981.-736 с.

86. Николаев А.Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе //М.: «Химия». 1964. - 784 с.

87.Строганов В.Ф., Строганов И.В. Эпоксидные адгезивы для соединения полимерных и разнородных материалов // Строительные материалы и изделия. 2013. № 3. С.92-97.