Lepení plastů patří mezi nejnáročnější technologii v oblasti spojování materiálů lepením. Nejdůležitějším krokem je určení slepitelnosti daného materiálu - plastu. Dá se vůbec vzájemně slepit nebo přilepit na jiný materiál?
Před vlastním lepením plastů nebo plastů v kombinaci s jinými materiály je třeba si uvědomit, že ne všechny plasty jsou slepitelné (za běžných podmínek). V dnešní době existuje tisíce druhů plastů. Mnohé z nich jsou vyrobeny z recyklovaných surovin. Tedy ze směsí různých plastů a komponent. Tyto plasty není možné předem definovat a je nutné zjistit, zda se dají lepit. Tzv. „čisté“ plasty jsou většinou označeny trojúhelníkem se zkratkou plastu. Např. PP, PS, PTFE, ABS, PA, apod.
Zde je možné předem určit, které z těchto plastů slepit lze a které ne*. Obecně lze říci, že plasty PP (polypropylen), PE (polyetylen) a PTFE (teflon) se prakticky slepit nedají (s odpovídající pevností)**. Silikon je zvláštní kapitolou technologie lepení***. Mnoho plastů však označení nemá a proto musíte určit slepitelnost jinou metodou. Někdy je to jednoduché, jindy složitější. Přesto to však jde!
Pokud na plastu naleznete vyraženou (odlitou) zkratku (PVC, PP, PE, HDPE apod.) můžete rovnou přejít do další sekce, kde najdete, zda je plast slepitelný a jak jej lepit.
Jednoduché určení slepitelnosti plastu:
Jedná se o orientační zkoušku. Je vhodná pro všechny druhy plastů, které jsou kompaktní. Tedy nejsou vyrobeny technologií napěněním - např. pěnový (extrudovaný) polystyren.
Vložte odlomený kousek plastu do vody a sledujte, zdali plave. Slepitelné plasty se ponoří, naopak neslepitelné plasty odpuzují vodu a zůstanou plavat na hladině.
Obtížně lepitelný nebo nelepitelný obvykle plave na hladině
U extrudovaných materiálů toto neplatí. I pěnový polystyren plave, přesto je slepitelný.
Pro základní zjištění, zda můžete plast slepit Vám tato zkouška v 95% dá jasný výsledek.
Pokud je plast velký (např. nárazník automobilu) nebo jej není možné vhodit do vody (prasklý elektrický mixér či holicí strojek) doporučujeme zjistit slepitelnost plastu tzv. kapkovou metodou.
Na lepený materiál naneste kapku vody. Podle úhlu, který svírá okraj kapky lepidla se základním materiálem, lze poměrně přesně určit, zda je materiál slepitelný. Pokud je úhel α menší než 25 stupňů, je již splněn jeden předpoklad vytvoření kvalitního spoje a plast je slepitelný.
Kapky nesmáčí povrch obtížně lepitelného nebo nelepitelného materiálu
Tato metoda je velmi podobná jevu, který určitě všichni znáte. A to je chování kapky vody na teflonové pánvi. Nastříkejte na teflonovou pánev trochu vody. Pokuste se kapky, které na pánvi vznikly, spojit dohromady. Vidíte! Nejde to! Teflon je druh plastu, který tzv. nesmáčí povrch. V praxi to znamená, že tak, jak odpuzuje vodu, odpuzuje i lepidlo. Teflon a jemu podobné materiály jsou tudíž za běžných podmínek neslepitelné**.
Kapková metoda k určení vhodnosti lepidla
* bavíme se zde o lepení v běžných, domácích podmínkách. Nikoli v laboratorní nebo průmyslové praxi.
**za běžných podmínek se takové materiály dají slepit pouze sekundovými lepidly za použití aktivátoru. Ten v žádném případě neleptá povrchy plastů nebo je jinak nenarušuje. Mění fyzikálně polaritu plastů. Tak, jako kdybyste změnili + na -. V tomto případě dojde ke spojení těchto plastů. Pevnost lepeného spoje však odpovídá parametrům a výsledným pevnostem u lepení sekundovými lepidly. Tzn. lepené plochy do 1 cm2, které přesně dosedají. Výsledná pevnost je limitující. Nelze použít pro zátěžové spoje.
*** obecně platí, že silikon lze lepit pouze silikonem.
Není-li váš plast označen či se chcete dozvědět více o plastech, pokračujte ve čtení níže.
Základní rozdělení plastů je na:
Pro určení druhu plastu se používají:
Nutno však dodat, že tyto metody se hodí spíše do laboratoří či na specializovaná pracoviště. Nehledě na to, že většinou máte v ruce pouze ten kus plastu, který chcete lepit. Pokud ho zničíte testy, budou vám již informace o slepitelnosti plastu k ničemu.
Při tomto testu sledujete, jak se chová plast v plameni - zda vzorek mění po zahřátí nad plamenem tuhost, jak se chová v plameni a po oddálení z plamene, zbarvení plamene a zápach dýmu po uhasnutí, chování taveniny, zbarvení příškvarku apod. Chování jednotlivých druhů plastů je popsáno v tabulce na konci článku. Ke zkoušce stačí odříznout malou pilinu nebo odlomit malý kousek plastu a v pinzetě vnést nad plamen.
Zkouška plamenem - přehledová tabulka
V rámci této metody se druh plastu určuje na základě rozpustnosti v rozpouštědlech. Všechny tvrdé plasty jsou nerozpustné v organických rozpouštědlech. Z měkčených plastů se v běžných rozpouštědlech nerozpouští polyvinylchlorid (PVC), polyamid, za normální teploty ani polyetylen (PE) a polypropylen (PP). V etylacetátu a acetonu se rychle rozpouští celuloid, organické sklo (plexisklo) i polystyren. Polystyren se nejrychlejší rozpouští v toluenu a xylenu.
Když máte určen druh plastu - pokud je tedy slepitelný, zbývá vybrat správný typ lepidla a připravit povrch lepených předmětů. Pro konstrukci lepeného spoje platí ta samá pravidla jako u lepení jiných materiálů. Plasty je třeba před lepením zdrsnit smirkovým papírem - doporučujeme zrnitost smirkového plátna 180 - 220 a odmastit lihem, isopropanolem či speciálními odmašťovači.
Pro lepení tvrdých plastů - malých ploch se používají speciální kyanoakrylátová (vteřinová) lepidla (UHU Sekundenkleber Kunststoff, BISON Strong & Safe) a lepidla vytvrzující UV zářením (BISON Booster).
Velké plochy, jako jsou stavební plastové prvky apod. se lepí montážními lepidly (BISON Poly Max, BISON Grizzly).
Pro lepení větších ploch a tam kde třeba překlenout větší spáru ve spoji jsou vhodná dvousložková polyuretanová lepidla (BISON power adhesive) a speciální dvousložková lepidla (BISON Fast Fix2 Plastic nebo BISON Fast Fix2 Power). Mají vysokou pevnost a nejsou tak tvrdá, jako epoxidy. Dále jsou vhodná i epoxidová dvousložková lepidla, jak plněná tak neplněná (např. BISON epoxy série, ALTECO epoxy série).
Pro plasty, které nejsou extrémně tvrdé (plexisklo apod. se hodí speciální rozpouštědlová lepidla (BISON Plastic), která plasty spojují tzv. studeným svařováním.
Pro pružné lepení je vhodné lepidlo na bázi MS polymeru (BISON Max Repair).
Polystyren (PS, HPS, PPS) je souhrnné označení řady termoplastů na bázi styrenu. Standardní polystyren (PS) a houževnatý polystyren (HPS) se používají k výrobě různých součástí spotřebního zboží.
Pro lepení PS a HPS jsou pro malé plochy vhodná zejména rozpouštědlová lepidla (BISON Plastic), pro větší plochy pak reaktivní polyuretanová lepidla (BISON Power Adhesive), speciální dvousložková lepidla (BISON Fast Fix2 Plastic nebo BISON Faxt Fix2 Power) a epoxidová lepidla (BISON epoxy série).
Pěnový polystyren (PPS) je materiál s vynikajícími termoizolačními vlastnostmi, nejčastěji je dodáván v podobě různých desek a tvarových výlisků. Pro lepení PPS navzájem a na lepení PPS na neporézní materiály se používají speciální kontaktní rozpouštědlová lepidla (UHU Por) a MS - polymery (BISON Poly Max, BISON Grizzly modrý). Pro lepení PPS na porézní materiály se používají disperzní lepidla (BISON Grizzly červený).
ABS (akrylonitril-butadien-styren) je plast používaný při výrobě různých součástek spotřebního zboží. Pro lepení jsou vhodná rozpuštědlová lepidla (BISON Plastic) a polyuretanová reaktivní lepidla (BISON Power Adhesive) a speciální dvousložková lepidla (BISON Fast Fix2 Plastic nebo BISON Fast Fix2 Power).
SAN (styren-akrylonitril) - vhodná lepidla podobně jako u ABS.
Polymetylmetakrylát (PMMA) - organické sklo, plexisklo je čirý termoplast, se kterým se nejčastěji setkáme v podobě desek různé síly, bezbarvých i barevných. Pro lepení PMMA se nejčastěji používají rozpouštědlová lepidla (BISON Plastic). Z reaktivních lepidel lze použít kyanoakrylátová (UHU Sekundenkleber Kunststoff, BISON Strong & Safe) a lepidla vytvrzující UV zářením (BISON Booster) zejména pro malé plochy a lepidla na bázi polyuretanu (BISON Power Adhesive) a speciální dvousložková lepidla (BISON Fast Fix2 Plastic nebo BISON Fast Fix2 Power).
Polykarbonát (PC) lze lepit reaktivními lepidly. Malé plochy kyanoakrylátovými lepidly (UHU Sekundenkleber Kunststoff, BISON Strong & Safe) a lepidlem vytvrzujícím UV zářením (BISON Booster), větší plochy polykarbonátu navzájem a v kombinaci s jinými materiály lze lepit reaktivními lepidly na bázi epoxidu (UHU Plus série, BISON epoxy série) anebo speciálními rozpouštědlovými lepidly (BISON Kit Transparent).
Ve stavebnictví se používá polykarbonát pod obchodním názvem LEXAN, který je určen zejména pro zasklívání. Lepí se MS - polymery (BISON Poly Max).
Polyvinylchlorid (PVC) se vyrábí ve více modifikacích.
Polyamid (PAD) je houževnatý plast (tyče, desky, tvarové odlitky, suché zipy, kluzná ložiska aj.), který se lepí navzájem nebo v kombinaci s jinými materiály kyanoakrylátovými lepidly (UHU Sekundenkleber Kunststoff, BISON Strong & Safe), lepidlem vytvrzujícím UV zářením (BISON Booster) a lepidla na bázi polyuretanu (BISON Power Adhesive) - zejména malé plochy. Pro větší plochy se používají kontaktní kaučuková lepidla (BISON Kit a BISON Tix). Pro kombinační lepení polyamidu s kovy a dřevem se používají dvousložková epoxidová lepidla (BISON Epoxy série).
Polyetylen (PE) a polypropylen (PP) jsou plasty souhrnně nazývané polyolefiny. Mají široké použití při výrobě spotřebního zboží. Vzhledem k jejich nepolárnímu charakteru mají špatné adhezívní vlastnosti, a tím obtížnou slepitelnost. Polyolefiny lze lepit jenom v případě vhodné povrchové úpravy před lepením (aktivací). Jednou z možností je několikanásobné ožehnutí plynovým hořákem (povrch se nesmí natavit). Dále pak aktivací povrchů pomocí aktivátorů měnících polaritu plastu. Po této úpravě lze lepit polyolefiny kontaktními kaučukovými lepidly (BISON Kit, BISON Tix), epoxidovými dvousložkovými lepidly (BISON Epoxy série), speciálními dvousložkovými lepidly (BISON Fast Fix2 Plastic nebo BISON Fast Fix2 Power) a polyuretanovými dvousložkovými lepidly (BISON Power Adhesive). Chemické úpravy povrchu, jako je například moření kyselinou chromsírovou, nelze v domácích podmínkách použít.
K rozeznání polyetylenu a polypropylenu od ostatních plastů postačí vnesení do vody. Polyetylen a polypropylen plavou, ostatní se potopí.
Polytetrafluoretylen (PTFE) s obchodním názvem TEFLON je v běžných domácích podmínkách neslepitelný.
Celuloid je vysoce hořlavý, snadno se rozpouští v acetonu a etylacetátu. Pro lepení celuloidu jsou vhodná rozpouštědlová lepidla na bázi nitrocelulózy (UHU Hart, BISON Universal).