Клей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Государственный университет управления»

 

ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЭНЕРГЕТИКЕ

Кафедра инновационного менеджмента

 

Специальность: «Управление инновациями» – 220601

Форма обучения: очно-заочная

 

 

 

 

Курсовая работа

 

по учебной дисциплине

«Технологии и материаловедение»

 

Тема: «Клей»

 

 

 

 

 

Исполнитель:

Студент (ка) II курса группы УИ II-1 в/о_______________А.М. Гаджиев

                                                                              (подпись)       (инициалы  и фамилия)

 

Руководитель курсовой работы:

 

         ____________________________________        Н.В. Смирнова

                                                      (подпись)                           (инициалы и фамилия)

 

 

 

Москва – 2012

 

Содержание

Введение

1. Литературная часть 

1.1 Классификация клеев 

1.2 Состояние рынка клея  

1.3 Факторы, формирующие качество  клея 

1.3.1 Сырьевые компоненты 

1.3.2 Технология производства  

1.4 Системы оценки качества  клея

2. Практическая часть

2.1 Цели и задачи исследования

2.2 Характеристика нормативных  документов, действующих в области  объекта

2.3 Обоснование выбора  объектов и их характеристика

2.4 Показатели качества клея ПВА и методы их определения

3. Экспериментальная часть

3.1 Результаты исследования  образцов клея ПВА

3.2 Анализ факторов качества  исследуемых образцов продукции

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение 

В настоящее время помимо традиционных крепежных материалов имеется огромное количество всевозможных клеящих составов. 

Клей может использоваться как школьниками, офисными работниками, так и строителями.

Технология применения клеев сравнительно проста, а по своим характеристикам они не хуже, а в некоторых случаях даже лучше традиционных крепежных материалов.

При склеивании, в отличие от сварки и пайки, не требуется нагревать изделие до высоких температур, а высокая термостойкость обеспечивает возможность повторных нагревов. Соединение может обладать эластичностью, что снижает уровень механических напряжений после отверждения и обеспечивает прочность в условиях термоударов и различных нагрузок.

Разрушение клеевого соединения, как правило, означает внезапный отказ изделия, поэтому к качеству клеев предъявляют высокие требования.

На формирование качества клеев оказывают влияние многие технологические моменты, имеющие место как при изготовлении клея, так и при его применении (склеивании).

От качества клеящего состава зависит прочность изделия в целом, его надежность и безопасность, поэтому важно исследовать факторы, определяющие качество клея.

1. Литературная часть 

1.1 Классификация клеев

Клеи на неорганической основе можно разделить на силикатные, алюмофосфатные, керамические и металлические. 

К органическим клеям относятся композиции на основе природных и синтетических полимеров, олигомеров и мономеров и искусственные. Причем при отверждении мономеры и олигомеры превращаются в полимеры. В производстве клеев на основе природных полимеров используются вещества животного (коллаген, альбумин, казеин) и растительного (крахмал, декстрин) происхождения. Для изготовления клеев на основе синтетических полимеров используются синтетические каучуки и смолы. 

В основу классификации по термическим свойствам основы клеев положена их термопластичная или термореактивная природа, которой в большинстве случаев определяются области применения клеев и герметиков. 

Термореактивные соединения обычно являются основой конструкционных клеев. Термопласты и соединения на основе каучуков используют, как правило, для склеивания неметаллических материалов. Клеи на основе термореактивных смол часто относят к компаундам (англ. compound — составной, смешанный). Компаунды (эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые, силиконовые, акрилатные) отвердевают в результате самопроизвольного сшивания основы при введении отвердителя или под внешним воздействием, например, влаги из воздуха. 

По условиям склеивания клеи делят на контактные (склеивание идет без давления) и липкие (склеивание происходит под давлением мгновенно). 

Контактными клеями являются, как правило, все клеи, содержащие легколетучие растворители. В качестве растворителей обычно используются наименее токсичные легколетучие вещества: легкие углеводороды, циклогексан, метилэтилкетон, ацетон, ксилол, эфиры, хлорированные углеводороды. После нанесения клеяна одну или обе поверхности и непродолжительного подсушивания происходит склеивание. 

По характ еру склеивания клеи и клеевые соединения делятся на обратимые и необратимые по отношению клеевого шва к нагреванию, воздействию воды или органических растворителей. 

Некоторые из необратимых синтетических клеев не требуют для отверждения обязательного нагрева, а потому их подразделяют на клеи холодного и горячего отверждения. 

Полезной с практической точки зрения является классификация клеящих материалов по водостойкости клеевого соединения на высоководоупорные (клеевой шов выдерживает кипячение в воде), водоупорные (клеевой шов выдерживает пребывание в воде комнатной температуры) и неводоупорные (клеевой шов разрушается под воздействием воды).  

По консистенции клеящие материалы подразделяют на твердые (в виде плиток, чешуек, порошков, пленок и т.д.), растворные, дисперсионные, капсулированные и расплавы.  

Растворные клеи представляют собой раствор какого-либо полимера в воде (водорастворимые) или органическом растворителе. Растворные клеи на воде имеют основу животного (костный клей), искусственного (метиловый, КМЦ-клей), синтетического (поливиниловый спирт, меламиноальдегидный клей) или неорганического (силикатный клей) происхождения. Такие клеи наиболее экологичны. Клеи на органическом растворителе имеют основу синтетической природы (раствор синтетического каучука в цианакрилате). Время их схватывания на порядок меньше, чем водорастворимых клеев, но испарение растворителя ухудшает их экологические свойства. 

Дисперсионные (ПВА) клеи представляют собой дисперсию полимера в воде, в которую для усиления прочности склеивания могут добавляться водорастворимые полимеры с высокой адгезией — поливиниловый спирт, производные целлюлозы. Вода позволяет с успехом использовать такие клеи для склеивания пористых гигроскопичных поверхностей. К их недостаткам можно отнести длительное время схватывания и низкую микробиологическую стойкость клеевого шва (можно повысить введением фунгицидов). 

Капсулированные клеи находятся в капсулах, чтобы предотвратить их преждевременное отверждение. 

Расплавы — это термопластичные клеи, которые становятся текучими при повышенной температуре и остаются твердыми при комнатной. Термоплавкие клеи представляют собой твердые гранулы полимеров обычно в виде шариков или карандашей. Полимерным карандашом заряжается специальное приспособление — термопистолет, который подключается к электросети. Расплавленный полимер наносится на приклеиваемую поверхность точечным методом. Если клей изготовлен в виде шариков, то их помещают между склеиваемыми поверхностями, и одна из них нагревается до расплавления шариков. 

Растворные и дисперсионные клеи могут быть густыми, средними, жидкими. Густые клеи выпускаются в тубах и имеют более длительное время высыхания. Средние клеи выпускаются во флаконах, снабженных аппликатором — кисточкой, закрепленной в пробке. Жидкие клеи выпускаются в полимерных флаконах с аппликатором — тонкой стальной иглой.  

По степени готовности клеи бывают однокомпонентными и многокомпонентными. В первом случае они производятся и поступают в продажу в готовом виде. Многокомпонентные клеи (чаще двухкомпонентные, например эпоксидный) готовят на месте потребления из составных частей. 

По назначению бытовые клеи подразделяются на хозяйственные, специальные, канцелярские и универсальные (полууниверсальные).  

На практике используются классификации по области применения клеев (например, обувные, мебельные, строительные, этикеточные), по специфическим признакам (например, по типам нагрузки, испытываемой клеевыми соединениями при эксплуатации

 

1.2 Состояние рынка клея  

Клеящие смеси и составы различного назначения – это не только незаменимый компонент любого строительно - ремонтного процесса, но и неотъемлемая, весомая составляющая многих направлений строительной отрасли. 

Ведь в большинстве случаев данную группу товаров производители предлагают не как отдельный продукт, а как сопутствующий монтажный элемент для основного ассортимента своей деятельности, поэтому и рассматривать клея зачастую приходится в общем контексте рынка отделочных материалов. 

Эксперты отмечают, что в связи с относительным улучшением благосостояния населения наблюдается устойчивая тенденция к стабильному спросу на строительную продукцию в целом, строительную химию и клея в частности. Тем не менее, рынок до определенной степени перенасыщен продукцией данного сегмента, что сильно нивелирует значение возрастающего спроса потребителя. Таким образом, покупательская способность в дальнейшем будет напрямую зависеть от скорости улучшения благосостояния потенциальных клиентов розничных сетей, что во многом является субъективным фактором, слабо поддающимся рыночному прогнозированию.

Перед отечественными производителями клеев практически всех видов, таких как «Монолит-строитель», «ByProc», «K-Flex» существуют такие сложности, как отсутствие полноценной сырьевой базы, малая доля инвестиций в технологии и производстве, постоянное воздействие коррупционного поля на производственный процесс.

Кроме того, весьма сложно отследить и проконтролировать полулегальное отечественное производство клея, которое, по разным оценкам экспертов, в некоторых регионах России все еще достигает 50% общего объема потребления продукции.

Окончательные выводы по распределению мощностей компаний на рынке, а также их влиянию на общее рыночное состояние и структур можно будет сделать в конце 2012 года. Следовательно, предположительную картину можно составлять, лишь руководствуясь итогами, которые продемонстрировал 2011 год.

Так, по данным компании «Фомальгаут - Полимин», общая емкость рынка в прошлом году составила 1,2 млн. т, из них 800 тыс. т – смеси на цементно - песчанной основе (в том числе и клея), 400 тыс. т – смеси на гипсовом вяжущем. Из них 320 тыс. т – смеси, импортируемые в Россию, 80% из которых на гипсовом вяжущем, а остальные 20% – в основном клея. В России представлено несколько крупных мультинациональных брендов, имеющих мощные производства в нашей стране: KNAUF, Henkel, Kreisel. Остальные компании продают продукцию через дистрибьюторов или дилеров и пока не обладают производственными линиями. В целом, рынок делят между собой не более 10 предприятий, которые охватывают 85% всего рынка по продаже сухих строительных смесей. Широким ассортиментом представлена импортная продукция, среди которой наиболее заметны такие торговые марки: Bolix (Польша), Bostik (США), Mapei (Италия), Sopro (Германия), Mira (Дания), ТМ Litokol (Италия). В секторе клеев для дерева следует отметить такие компании и ТМ: Titebond (Franklin International, США), Rakoll (ТМ H.B. Fuller, Германия), Thomsit (Henkel, Германия), Jowat AG (Германия); в сегменте монтажных клеев – Liquid Nails (Macco, США), Ceresit (Henkel, Германия), Titebond (Franklin International, США), Soudal NV (Бельгия), Den Braven Sealants (Нидерланды), UZIN (Германия).

Доля импортных клеевых материалов на российском рынке с каждым годом увеличивается. Основными причинами такого увеличения являются более технологичные, финансовоемкие и высокоавтоматизированные производства и низкая себестоимость продукции.

Большинство проблем на клеевом рынке все еще связаны с недостаточной подготовкой обслуживающего персонала торгующих фирм, иногда подающих неправильную информацию конечному покупателю, а также с незнанием различия между основными группами клеев, поставляющихся на российский рынок.

Еще одна немаловажная проблема, по информации специалистов, – наличие так называемых «собственных брендов» – self brand – когда под малоизвестными брендами и торговыми марками поставляется не совсем качественная и не соответствующая мировым стандартам продукция, где, например, не соблюдена технология производства. Это приводит к дезориентации покупателя, который мало знаком с качественной продукцией, и основным приоритетом для него становится заманчивая цена. К тому же стихийное наличие self brand приводит к тому что рынок становится хаотичным и сложным для понимания конечных покупателей.

Для увеличения доли производства отечественные предприятия должны решать проблему организации и технического перевооружения собственной производственной базы, оптимизации нормативно-технической документации и расширения ассортимента. Это, безусловно, положительно скажется на увеличении объемов промышленного производства отечественной клеевой продукции и повышении степени ее конкурентоспособности.