Ekologické aspekty povrchové přípravy lepených spojů

Technologie lepení představuje dynamicky se rozvíjející oblast a z toho pramení i fakt, že lepení se dnes používá prakticky ve všech průmyslových odvětvích (např. strojírenství, elektrotechnice, opravárenství apod.). Podstatným krokem v procesu lepení je příprava povrchu adherendu, která je řazena mezi hlavní faktory ovlivňující dlouhodobou odolnost lepených spojů vůči vnějším vlivům. Jsou–li na povrchu adherendu vrstvy tvořené oxidy, separátory, mazacími tuky či dalšími látkami bránícími dokonalému smáčení povrchu lepidlem, je nutné tyto vrstvy odstranit, aby nedošlo k nepředvídatelnému porušení lepeného spoje. Pro očištění lepeného povrchu od nemastných nečistot se používají mechanické operace. Pro následné odstranění mikroskopických zbytků materiálu a brusiva se využívá chemického čištění. V současné době jsou k chemickému čištění povrchu používány prostředky na různém chemickém základu, které jsou většinou škodlivé pro životní prostředí. Nečistoty odstraněné z povrchu adherendu způsobují znečištění použitých chemických prostředků, a tím omezují možnost jejich opětovného využití. Vlivem neodborného či nešetrného zacházení s těmito prostředky také dochází ke znečišťování ovzduší a půd. Možnost recyklace chemických prostředků tak umožní snížení ekologické zátěže životního prostředí. DRUHY CHEMICKÝCH PROSTŘEDKŮ Základním technologickým postupem používaným v průmyslu je odmašťování v alkalických lázních. V kovoprůmyslu se k odmašťování používají organická rozpouštědla. Obvykle se aplikují chlorované uhlovodíky, např. perchloretylen. Ačkoli mají organická rozpouštědla oproti alkalickým prostředkům řadu nevýhod, bývá jejich použití velmi výhodné, např. při odmašťování velkých rovných ploch, u členitých a profilovaných součástí, při nebezpečí koroze v alkalické odmašťovací lázni nebo u tlustých vrstev mastnot, kdy organické rozpouštědlo slouží k hrubému odmaštění před konečným odmaštěním v alkalické lázni. Pro volbu správného čisticího prostředku je třeba znát především tloušťku a charakter nečistot, druh odmašťovaného kovu a vlastní technologii odmašťování. Odmaštění je možno provádět třemi základními způsoby – zastudena (v nádržích nebo mechanickým otíráním), zatepla (relativně hospodárné), v parách (za použití stále čistého rozpouštědla). Cílem experimentů je sledování vlivu recyklovaných prostředků využívaných pro čištění povrchu lepených spojů na výslednou kvalitu lepených spojů. Byl sledován počet cyklů (tj. využití chemických prostředků po odstranění nečistot filtrací), při kterých je ještě možné dosáhnout kvalitních lepených spojů. Využití získaných poznatků umožní snížení spotřeby těchto prostředků. Laboratorní experimenty probíhaly při čištění ocelových vzorků lepených dvousložkovým epoxidovým lepidlem míchaným v poměru 1:1. Povrch ocelových vzorků byl před lepením a chemickým očištěním mechanicky upraven otryskáváním umělým korundem. Chemické očištění lepeného povrchu bylo provedeno doporučeným prostředkem, a to perchloretylenem. Experimenty byly provedeny vždy na 14 vzorcích opláchnutých v jedné lázni perchloretylenu, která byla po použití přefiltrována. Výsledky zkoušek jsou na obr. Průběh závislosti byl vystižen nelineární regresní funkcí – parabolou 2. stupně. Typ funkce byl odvozen od tvaru korelačního pole, které bylo tvořeno body na průsečíku pevnosti lepeného spoje (?) a počtu cyklů čištění lepeného povrchu před lepením (x). Metodou nejmenších čtverců byla odvozena funkční rovnice: ??= -0,0114 x2 – 0,2474 x +17,026, ze které byly predikovány vývojové trendy pevnosti lepeného spoje pro větší počty cyklů chemického čištění vzorků před lepením. Použití jedné dávky perchloretylenu je omezena požadavky na konstrukční pevnost lepených spojů. Index determinace dané rovnice je 72,06 % a udává nám závislost mezi proměnnými. ING. MIROSLAV MÜLLER