АДГЕЗИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ НА СДВИГ ПОЛИАМИДА-6 СКЛЕЕННОГО ЭТИЛ-2-ЦИАНОАКРИЛАТНЫМИ СОСТАВАМИ
Рубрики: 2. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Авторы:
1.
КНИТУ
2.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 107
по 111
Статус:
Опубликован
Получено:
22.12.2025
Одобрено:
23.12.2025
Опубликовано:
23.12.2025
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
АДГЕЗИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ, ПОЛИАМИД, ЭТИЛ-2-ЦИАНОАКРИЛАТ, ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТ, КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ, ЭНЕРГИЯ ГИББСА
Аннотация (русский):
В данной статье приведены исследования адгезионной прочности на сдвиг и водостойкости пластин полиамида-6 (ПА) марки «Римамид», склеенных этил-2-цианоакрилатными (ЭЦА) адгезивами, включая добавки геля кремнезёма (SiO2·H2O), полиметилметакрилата (ПММА). Был исследован широкий спектр ЭЦА клеев промышленных и бытовых марок (страна-производитель): Axton, (КНР); Сила, (КНР); Контакт, (Тайвань); Organide, (КНР); EG, (КНР); Akfix, (Турция); Cosmofen, (ФРГ); ЭЦА-РТ и ЭЦА-ЭО, г. Дзержинск, (Россия); MasterTeks, (КНР); Alteco, (Сингапур). На основе проведенных экспериментов, показана высокая адгезионная прочность ЭЦА адгезивов к поверхности ПА. Адгезионная прочность больше 9 МПа наблюдалась у клеев следующих марок: Сила с добавлением геля SiO2; Axton; Cosmofen CA-12; ЭЦА-РТ. Выяснено, что добавка ПММА обладает двойственным эффектом - снижает адгезионную прочность, но повышает гидролитическую стойкость клеевого соединения ЭЦА - ПА. Выявлена общая тенденция увеличения адгезионной прочности клеев с содержанием геля SiO2 после выдержки на воздухе 24 часа при комнатной температуре в среднем на 18%. Показано, что добавка геля SiO2 в клеевую композицию способствует увеличению гидролитической стойкости и адгезионной прочности гелеобразных клеев. Для оценки природы высокой адгезионной прочности цианоакрилатных клеев были проведены квантово-химические расчеты межмолекулярных взаимодействий в пакете Gaussian 16W методом B3LYPc базисными наборами 6-31G (d) и 6-311++G (d,p) модельных структур комплексов ПА в виде капролактама и поли-ЭЦА в виде этилового эфира 2-цианпропановой кислоты, в сравнении с полиметилметакрилатом в виде метилового эфира изомасляной кислоты. Получены значения энергии Гиббса в комплексе ЭЦА и ПА с базисом 6-31G (d) ΔG = 9,0 ккал/моль и с базисом 6-311++G (d,p) ΔG = 9,2 ккал/моль, а в комплексе ПММА и ПА-6 ΔG = 7,6 ккал/моль и ΔG = 7,9 ккал/моль соответственно. Найдено, что ΔG комплекса поли-ЭЦА - ПА термодинамически выгоднее комплекса ПММА - ПА. Энергия Гиббса образования межмолекулярных водородных связей в комплексах ЭЦА и ПА, ПММА и ПА по расчетам с применением базисов 6-31G (d) и 6-311++G (d,p) существенно не отличаются, поэтому в подобных расчетах адгезионного взаимодействия можно применять стандартный набор 6-31G (d).
В данной статье приведены исследования адгезионной прочности на сдвиг и водостойкости пластин полиамида-6 (ПА) марки «Римамид», склеенных этил-2-цианоакрилатными (ЭЦА) адгезивами, включая добавки геля кремнезёма (SiO2·H2O), полиметилметакрилата (ПММА). Был исследован широкий спектр ЭЦА клеев промышленных и бытовых марок (страна-производитель): Axton, (КНР); Сила, (КНР); Контакт, (Тайвань); Organide, (КНР); EG, (КНР); Akfix, (Турция); Cosmofen, (ФРГ); ЭЦА-РТ и ЭЦА-ЭО, г. Дзержинск, (Россия); MasterTeks, (КНР); Alteco, (Сингапур). На основе проведенных экспериментов, показана высокая адгезионная прочность ЭЦА адгезивов к поверхности ПА. Адгезионная прочность больше 9 МПа наблюдалась у клеев следующих марок: Сила с добавлением геля SiO2; Axton; Cosmofen CA-12; ЭЦА-РТ. Выяснено, что добавка ПММА обладает двойственным эффектом - снижает адгезионную прочность, но повышает гидролитическую стойкость клеевого соединения ЭЦА - ПА. Выявлена общая тенденция увеличения адгезионной прочности клеев с содержанием геля SiO2 после выдержки на воздухе 24 часа при комнатной температуре в среднем на 18%. Показано, что добавка геля SiO2 в клеевую композицию способствует увеличению гидролитической стойкости и адгезионной прочности гелеобразных клеев. Для оценки природы высокой адгезионной прочности цианоакрилатных клеев были проведены квантово-химические расчеты межмолекулярных взаимодействий в пакете Gaussian 16W методом B3LYPc базисными наборами 6-31G (d) и 6-311++G (d,p) модельных структур комплексов ПА в виде капролактама и поли-ЭЦА в виде этилового эфира 2-цианпропановой кислоты, в сравнении с полиметилметакрилатом в виде метилового эфира изомасляной кислоты. Получены значения энергии Гиббса в комплексе ЭЦА и ПА с базисом 6-31G (d) ΔG = 9,0 ккал/моль и с базисом 6-311++G (d,p) ΔG = 9,2 ккал/моль, а в комплексе ПММА и ПА-6 ΔG = 7,6 ккал/моль и ΔG = 7,9 ккал/моль соответственно. Найдено, что ΔG комплекса поли-ЭЦА - ПА термодинамически выгоднее комплекса ПММА - ПА. Энергия Гиббса образования межмолекулярных водородных связей в комплексах ЭЦА и ПА, ПММА и ПА по расчетам с применением базисов 6-31G (d) и 6-311++G (d,p) существенно не отличаются, поэтому в подобных расчетах адгезионного взаимодействия можно применять стандартный набор 6-31G (d).
Ключевые слова:
АДГЕЗИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ, ПОЛИАМИД, ЭТИЛ-2-ЦИАНОАКРИЛАТ, ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТ, КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ, ЭНЕРГИЯ ГИББСА
АДГЕЗИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ, ПОЛИАМИД, ЭТИЛ-2-ЦИАНОАКРИЛАТ, ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТ, КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ, ЭНЕРГИЯ ГИББСА
