Plastik jest wszechobecnym materiałem, stosowanym w wielu branżach — od motoryzacji i elektroniki, po przemysł i modelarstwo. Jego trwałość, lekkość i odporność na korozję sprawia, że stanowi za doskonały i wszechstronny surowiec konstrukcyjny. Warto jednak pamiętać, że ze względu na te specyficzne właściwości chemiczne, skuteczne łączenie plastikowych elementów wymaga zastosowania równie skutecznych klejów. W ich wyborze należy wziąć pod uwagę różne czynniki — tj. rodzaj polimeru, elastyczność spoiny, odporność na temperaturę czy środowisko pracy. Zatem, w jaki sposób wybrać najlepszy klej do klejenia tworzyw sztucznych? Czym charakteryzuje się dobry klej do plastiku? O czym warto pamiętać i jakich błędów należy się wystrzegać?
Jak działa klej do plastiku?
W dużym uproszczeniu: preparat jest nakładany na daną powierzchnię, następnie następuje stopniowe odparowywanie wody/rozpuszczalnika, przez co klej zasycha, łącząc ze sobą elementy.
Warto jednak w tym miejscu wyróżnić kilka głównych typów klejów — tj. kleje na bazie rozpuszczalników, kleje wodne, kleje reaktywne oraz kleje termotopliwe, a każdy z nich wykorzystuje inne mechanizmy adhezji i kohezji.
- Kleje na bazie rozpuszczalników i wody
Kleje rozpuszczalnikowe oraz wodne działają na zasadzie odparowywania nośnika (rozpuszczalnika organicznego lub wody), pozostawiając na powierzchni cienką warstwę lepiszcza, które wiąże elementy. W przypadku klejów rozpuszczalnikowych dodatkowo może zachodzić częściowe rozpuszczenie powierzchni plastikowych, co zwiększa adhezję (zjawisko przylegania jednej powierzchni do drugiej). - Kleje reaktywne
Kleje chemoutwardzalne, tj. cyjanoakrylanowe (tzw. „superglue”) lub epoksydowe, wykorzystują reakcje chemiczne do utwardzania spoiny. Cyjanoakrylany polimeryzują pod wpływem wilgoci z powietrza, tworząc mocne i sztywne wiązania. Z kolei kleje epoksydowe składają się z dwóch komponentów — żywicy i utwardzacza — które reagują ze sobą, prowadząc do tworzenia sieciowanych struktur polimerowych o wysokiej wytrzymałości mechanicznej. - Kleje termotopliwe
Kleje topliwe działają na zasadzie podgrzewania i chłodzenia polimerowego spoiwa. Po podgrzaniu klej staje się płynny, umożliwiając aplikację na powierzchnię, a następnie podczas stygnięcia krzepnie, tworząc trwałe połączenie.
Rodzaje klejów do plastiku i ich właściwości
1. Kleje cyjanoakrylanowe (CA)
Cyjanoakrylany to kleje jednoskładnikowe, które ulegają anionowej polimeryzacji w obecności wilgoci z powietrza lub śladowych ilości wody na powierzchni tworzywa. Połączenie powstaje w wyniku tworzenia długich łańcuchów polimerowych, co zapewnia wysoką wytrzymałość spoiny. Ich główną właściwością jest bardzo szybkie utwardzanie (rzędu sekund), wysoka wytrzymałość mechaniczna oraz kruchość spoiny.
- Zastosowanie: sklejanie poliwęglanów, PMMA (pleksi), polistyrenu (PS); ograniczona skuteczność na powierzchniach o niskiej energii powierzchniowej (np. polipropylen (PP)).
2. Kleje epoksydowe
Kleje epoksydowe składają się z żywicy epoksydowej i utwardzacza, które reagują w procesie chemicznego sieciowania. W wyniku reakcji epoksydowej powstaje usieciowana struktura o wysokiej odporności mechanicznej i chemicznej. Wyróżnia je duża wytrzymałość na rozciąganie i ścinanie, odporność na chemikalia i temperaturę.
- Zastosowanie: sklejanie ABS, PC, PS, PVC, a także kompozytów i metali z tworzywami sztucznymi.
3. Kleje poliuretanowe (PU)
Kleje poliuretanowe mogą być jednoskładnikowe (reaktywne z wilgocią) lub dwuskładnikowe (reakcja izocyjanianu z poliolami). Po utwardzeniu tworzą elastyczne, odporne na warunki atmosferyczne spoiny, stąd ich główne właściwości, tj. dobra elastyczność, odporność na wibracje i temperaturę, hydrofobowość.
- Zastosowanie: łączenie tworzyw termoplastycznych, jak PVC, ABS, PU, a także zastosowania w przemyśle motoryzacyjnym i budowlanym.
Zobacz ofertę dla branży klejów od Grup PCC: www.products.pcc.eu/pl/k/kleje/
4. Kleje rozpuszczalnikowe
Kleje te działają poprzez rozpuszczenie powierzchni plastiku i ich ponowne zespolenie w procesie odparowywania rozpuszczalnika. Zawierają lotne związki organiczne (np. aceton, dichlorometan), a ich właściwości opierają się na dobrej penetracji powierzchni i dużej odporności chemicznej po wyschnięciu.
- Zastosowanie: sklejanie PCV, PS, ABS; stosowane w modelarstwie i przemyśle chemicznym.
5. Kleje termotopliwe (hot melt)
Są to kleje polimerowe, które po podgrzaniu stają się płynne, a po schłodzeniu zestalają się, tworząc mechaniczną spoinę. Najczęściej bazują na kopolimerach EVA (octanu etylenowinylu) lub poliamidach. Właściwości: brak emisji rozpuszczalników, duża szybkość wiązania, odporność na wilgoć.
- Zastosowanie: pakowanie, meblarstwo, elektronika, sklejanie folii PE i PP.
6. Kleje akrylowe (MMA)
Metakrylanowe kleje strukturalne zawierają dwa składniki: inicjator i katalizator, które aktywują polimeryzację rodnikową, tworząc trwałą i wytrzymałą spoinę. Wyróżnia je wysoka wytrzymałość na obciążenia dynamiczne, odporność na uderzenia, dobra przyczepność do powierzchni o niskiej energii powierzchniowej.
- Zastosowanie: sklejanie polipropylenu (PP), polietylenu (PE), PTFE oraz kompozytów z włókna węglowego.
Jak dobrać odpowiedni klej do rodzaju plastiku?
Aby dobrać odpowiedni klej do plastiku, najpierw należy zidentyfikować rodzaj plastiku. Niektóre, jak polietylen (PE) i polipropylen (PP), są oporne na klejenie ze względu na niską energię powierzchniową i wymagają użycia specjalistycznych klejów lub preparatów poprawiających przyczepność. Inne, tj. PVC czy polistyren, łatwiej się kleją, co pozwala na użycie standardowych klejów na bazie rozpuszczalników.
W dużym uproszczeniu można uznać, że:
- Klej cyjanoakrylowy („super glue”, tj. mocny klej) są efektywne dla wielu twardych plastików.
- Kleje dwuskładnikowe epoksydowe są odpowiednie dla szerokiej gamy plastików, w tym PE i PP.
- Kleje poliuretanowe idealne do zastosowań zewnętrznych.
- Kleje na bazie rozpuszczalnika dobrze sprawdzają się przy klejeniu PVC i polistyrenu.
Jak prawidłowo stosować klej do tworzyw sztucznych?
Krok 1: Identyfikacja tworzywa sztucznego. Zanim zaczniesz, upewnij się, że wiesz, z jakim rodzajem plastiku masz do czynienia.
Krok 2: Czyszczenie powierzchni. Dokładnie oczyść łączone powierzchnie. Usuń wszelki brud, kurz, olej czy tłuszcz. Możesz użyć alkoholu izopropylowego lub specjalnego preparatu do odtłuszczania, aby zapewnić lepszą przyczepność.
Krok 3: Szlifowanie powierzchni. Jeśli to możliwe, dobrze jest lekko zmatowić powierzchnię szlifierką lub drobnym papierem ściernym.
Krok 4: Nakładanie kleju. Aplikuj klej równomiernie na jedną lub obie powierzchnie, zależnie od instrukcji producenta. Po nałożeniu kleju delikatnie przyciśnij powierzchnie do siebie. Upewnij się, że są one dokładnie złożone i nie przesuwają się.
Pozostaw sklejone elementy na czas zalecany przez producenta kleju. Czas ten może wahać się od kilku sekund (w przypadku cyjanoakrylowych) do kilku godzin (dla klejów epoksydowych).
Krok 5: Czyszczenie. Po sklejeniu usuń nadmiar kleju za pomocą ściereczki nasączonej rozpuszczalnikiem lub alkoholem, najlepiej jeszcze zanim klej całkowicie się zwiąże.
Najczęstsze błędy przy klejeniu plastiku i jak ich unikać?
Błąd 1: Niewłaściwe przygotowanie powierzchni. Zanieczyszczenia — oleje, tłuszcze — mogą znacznie zmniejszyć efektywność wiązania, przez co klejone elementy nie łączą się trwale. Dlatego też przed nałożeniem kleju należy dokładnie oczyścić powierzchnię, najlepiej przy użyciu alkoholu izopropylowego lub innego odpowiedniego rozpuszczalnika.
Błąd 2: Źle dobrany dany klej do typu powierzchni. Na przykład używanie kleju uniwersalnego do polietylenu, który wymaga specjalistycznych klejów zwiększających przyczepność.
Zastosowanie klejów do plastiku w przemyśle
Przemysł elektroniczny
W przemyśle elektronicznym kleje do plastiku są niezbędne do montażu obudowy urządzeń, mocowania komponentów na płytach drukowanych, w opakowaniach oraz izolacji i ochrony delikatnych elementów elektronicznych. Kleje muszą przy tym spełniać rygorystyczne wymogi dotyczące przewodnictwa elektrycznego i odporności termicznej, często także minimalizować ryzyko uszkodzenia podzespołów przez statyczne rozładowania elektryczne (ESD).
Budownictwo
W sektorze budowlanym kleje są używane do instalacji elementów z PCV, tj. rury, okna czy profile. Kleje te muszą charakteryzować się wysoką odpornością na zmienne warunki atmosferyczne, wibracje i ciężar, zapewniając długotrwałą stabilność i szczelność połączeń.
Zobacz więcej: https://www.products.pcc.eu/pl/k/branza-budowlana/
Przemysł meblowy
Zwykle kleje są stosowane do łączenia elementów dekoracyjnych, tj. laminaty i okleiny, a także do mocowania różnorodnych komponentów plastikowych. Kleje muszą tutaj oferować wysoką przyczepność do różnorodnych materiałów oraz estetyczne wykończenie, by nie wpływać negatywnie na wygląd gotowego produktu.
Zobacz więcej: https://www.products.pcc.eu/pl/k/branza-meblarska/
Produkcja samochodowa
Kleje do plastiku w produkcji samochodowej są używane do montażu elementów wnętrza, zderzaków, paneli karoserii oraz innych komponentów z tworzyw sztucznych. Podobnie jak w innych branżach muszą one spełniać szczególne wymagania — m.in. dot. wytrzymałości mechanicznej, odporności na oleje, paliwa i ekstremalne temperatury, co jest kluczowe dla bezpieczeństwa i trwałości pojazdów.
W każdym z tych sektorów właściwy dobór kleju do zastosowań przemysłowych jest krytyczny dla zapewnienia optymalnej wydajności i trwałości produktów.
- Hanyż, B., & Gajewska-Kobus, I. (2001). Kleje poliuretanowe nowej generacji. Izolacje, 6, 24-25.
