Оптические клеи

Для склеивания линз, призм и других оптических деталей между собой используют природный продукт — пихтовый бальзам и ряд синтетических веществ.

Клеи должны иметь определенные свойства, а именно: высокую степень прозрачности, чистоту, оптическую однородность; соответствие показателя преломления значению одной из соединяемых деталей; переход в твердое состояние без деформации деталей; высокую механическую прочность, влаго-, термо- и морозостойкость соединений.

В зависимости от функционального назначения склеиваемого компонента и условий его работы значимость каждого из этих свойств различна (табл. 4). С технологической точки зрения существенно исходное агрегатное состояние (твердое, жидкое) и те свойства клея, в зависимости от которых определяется необходимость нагрева склеиваемых деталей и способность полимеризующихся веществ образовывать механически прочное соединение без дополняющего или ускоряющего этот процесс прогрева склеенного компонента.

Бальзам — клей, получаемый путем переработки смолы (живицы) пихтовых деревьев, в состав которой входят скипидар, канифоль, летучие эфирные масла. Бальзам может быть двух видов — обычный и пластифицированный. Пластификатор (льняное или вазелиновое масло) вводят для повышения пластичности клея, а вместе с тем устойчивости соединения при низких температурах (морозостойкости). При комнатной температуре бальзам находится в твердом состоянии. Свойства бальзама характеризуют твердостью. Количественно ее оценивают числом пенетрации, выраженной в сотых долях миллиметра, глубиной погружения иглы пенетрометра в вещество в стандартных условиях испытания. По твердости бальзам разделен на группы: весьма твердый (ВТ), твердый (Т), средний (С), мягкий (М), весьма мягкий (ВМ). По этому же признаку группы разделены на марки. Основные не­достатки клея — узкий температурный интервал, в котором могут работать соединенные детали, их деформация, возникающая при склеивании, нарушение центрировки при неравномерной закатке в оправе. Положительное качество бальзама — способность выдерживать большое число расплавлений без существенного изменения свойств, возможность уменьшения деформации склеенного компонента его отжигом (нагрев до 50—60° С, охлаждение со скоростью порядка 0,5° С/ч). Появление синтетических клеящих веществ, не имеющих недостатков, свойственных бальзаму, ограничили его применение соединением линз малых размеров (микрооптика).

Бальзамин — продукт частичной полимеризации карбинола. Он может находиться в жидком, вязком и твердом состояниях. Жидкий бальзамин — полуфабрикат для приготовления вязкого, получают перегонкой карбинола в вакууме. При этом его освобождают от стабилизатора, а в выделенную фракцию вводят инициатор полимеризации (перекись бензоила) и частично полимеризуют (до вязкости 0,2—0,5 Па-с). Твердый бальзамин образуется после склеивания деталей, в процессе дальнейшей полимеризации вязкого. Свет и тепло ускоряют этот процесс. Бальзамин применяют для соединения деталей, которые устойчивы к деформации, возникающей при склеивании, и деталей, которые в соответствии с условиями эксплуатации должны выдерживать динамическую нагрузку, вибрацию, тепловой удар, низкие и высокие, температуры. Соединяемые детали нагрева не требуют, но для ускорения процесса полимеризации клея компонент прогревают при 60— 70° С. Полная полимеризация происходит в течение суток при 25-30^оС. Наибольшая прочность соединения имеет место при толщине слоя клея 0,005—0,006 мм. В твердом состоянии бальзамин не растворим в бензине, керосине, маслах. Неправильно склеенные детали можно разъединить ударом по шву соединения при пониженной температуре (—10÷20° С), охлаждением жидким воздухом или нагревом до 200° С. Основные отрицательные качества бальзамина — оптическая неоднородность, малая эластичность.

Бальзамин-М отличается от рассмотренного компонентами окислительно-восстановительной системы, которые играют роль инициатора и ускорителя полимеризации. Благодаря их высокой каталитической активности процесс полимеризации клея идет при температуре 18—26° С. Клей оптически однороден, и применяется для соединения деталей любого размера и отношения толщины к диаметру, деталей со светоделительными покрытиями, светофильтров, поляроидов. Склеиваемые детали не нагревают и после соединения термообработке не подвергают.

Клей акриловый — раствор низкомолекулярного сополимера метил- и бутилметакрилата в ксилоле. Применяют для склеивания поляроидов, деталей из силикатного стекла, кальцита, квасцов, светофильтров и клиньев с желатиновыми и поливиниловыми пленками, а также для соединения деталей из стекла с металлами (кроме олова, хрома, инвара, ковара). Склеиваемые детали не нагревают, поэтому их деформация при высыхании клея незначительна. Для повышения механической прочности соединения слой высушивают при 50—90° С до полного испарения растворителя. Расклеивание компонента осуществляют погружением в ацетон или ксилол, а также нагревом до 120—150° С.

Клей УФ-235М — раствор полимера моновинилацетата в циклогексаноле. Используют для соединения деталей из материалов, прозрачных в УФ области спектра от 220 нм. Склеиваемые детали должны быть нагреты до 60° С, а клей до 90° С для удаления пи пего пузырьков воздуха. Компонент расклеивают погружением II этиловый спирт или нагревом до 120° С.

Клей ОК-60 — раствор кремнийорганической смолы в тетрахлорэтане. Его применяют для склеивания деталей из кристаллов, прозрачных в видимой и ИК областях спектра (до 8 мкм). Компонент сушат при комнатной температуре в течение 24 ч, затем для удаления растворителя прогревают 2 ч при 120° С. Расклеивают его погружением в ацетон на 6—7 ч. Работать с клеем следует и вытяжном шкафу, так как вдыхание паров тетрахлорэтана действует на организм наркотически. Допустимая концентрация паров тетрахлорэтана 0,02 мг/л.

Клей ОК-50 — раствор полиаминов, выполняющих роль отвердителя, в жидкой модификации диановой эпоксидной смолы. Его применяют для склеивания деталей, работающих во влажном тропическом климате, соприкасающихся с морской водой, для соединения стекла с металлом (кроме олова, хрома, ковара, инвара). Хорошая адгезия клея к стеклу определяет высокую механическую прочность соединения. Малая эластичность ограничивает разность коэффициентов термического расширения соединяемых материалов. Твердеет клей при комнатной температуре и деформации деталей не вызывает. При достаточной жесткости их конструкции, или ненормируемой величине деформации, склеенный компонент для ускорения процесса полимеризации клея и приобретения им влаго- водостойкости прогревают при 60° С в течение 3—5 ч.

Клей 0К-72Ф — раствор, представляющий собой смесь двух компонентов: эпоксидной смолы ЭД-5, растворенной в фенилглицидном эфире и вератоне, и определенной фракции полиэтиленполиаминов, модифицированной фенилглицидном эфиром. Используют для склеивания деталей из кристаллов, из стекла с различными покрытиями, деталей, работающих в условиях влажного тропического климата, соединения стекла с металлом, для герметизации межфасочного пространства деталей, склеенных бальзамом и бальзамином при последующей закатке компонента в оправы. Твердеет клей при комнатной температуре и деформации деталей не вызывает.

Клеи на основе эпоксидных смол, в частности ОК-50 и ОК-72Ф, при всех их положительных качествах (тепло- и морозостойкость, высокая механическая прочность, светостойкость и др.) имеют существенный недостаток. Глицидные разбавители и отвердители аминного типа до полимеризации клея вызывают раздражение кожи. Поэтому при работе с этими клеями необходимо строгое соблюдение правил техники безопасности (защита от действия паров, вентиляция на рабочем месте, работа в резиновых перчатках и др.).

Клей ММА — смесь двух растворов эпоксидной смолы в перегнанном мономере метилметакрилата. Один из них содержит триаллилцианурат и диметилапилин, другой — перекись бензоила. Продолжительность рабочего состояния клея после смешивания компонентов — около 20 мин. Клей не токсичен, полимеризуется при комнатной температуре и деформации деталей не вызывает. Используют его для соединения деталей из стекла диаметром до 900 мм, работающих в различных климатических условиях. Разность коэффициентов термического расширения соединяемых стекол допустима до 0,5-10~⁷ град ^-1.

Сплав ТКС-1 — термопластичный клей, используемый для соединения деталей из материалов с коэффициентами преломления n_e > 2 (арсенид и антимонид индия, германий, кремний, стекла ИКС-24, ИКС-26, ИКС-30 и др.), одинаковыми коэффи­циентами термического расширения и допускающими нагрев до 170° С.

Таблица 4

Свойства оптических клеев

Дата добавления: 2014-10-10; просмотров: 665; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!