Полибензимидазольные клеи —это одни из самых теплостойких клеев на основе органических полимеров. Полибензимидазолы получают из ароматических тетраминов и дифениловых эфиров дикарбоновых кислот. Они растворимы в сильнополярных растворителях, например в диметилсульфоксиде. Полибензимидазолы термостойки в отсутствие кислорода воздуха и обладают исключительно высокой адгезией к металлам и некоторым другим материалам [87, 88]. Термостабильность полибензимидазолов составляет 1000 ч при 260 °С; в течение короткого времени (15 мин) они выдерживают нагревание до 540 °С.


Особенностью клеев на основе полибензимидазолов является их хорошая стойкость к воздействию влажного воздуха, тропического климата, агрессивных топлив и высокая прочность при криогенных температурах. К недостаткам полибензимидазольных клеев относится их очень низкая стойкость к нагреванию на воздухе при температурах выше 288 °С и высокая температура отверждения при больших давлениях. Клеи на основе полибензимидазолов выпускаются в жидком виде и в виде пленок.


Клей ПБИ-1К — отечественный жидкий полибензимидазольный клей [89, 103]. При склеивании стали ЗОХГСА клей наносят в два слоя; после нанесения первого слоя необходима открытая выдержка при комнатной температуре в течение 20 мин, после нанесения второго слоя дают выдержку сначала при 20 °С (20 мин), затем при 100°С (30 мин) и при 170°С (60 мин). Клей отверждается при 320 °С в течение 1 ч под давлением 8 кгс/см2.


Клеевые соединения на клее ПБИ-1К имеют высокую прочность при сдвиге при температурах до 300 °С (рис. II.3). Прочность клеевых соединений при неравномерном отрыве при 20 и 300 °С составляет соответственно 17 и 20 кгс/см. Клеевые соединения выдерживают старение при 300 СС в течение 200 ч (рис. II.4), а при 250 °С — в течение 1500 ч; при этом прочность склеивания снижается на 40%. Данные об усталостной и длительной прочности клеевых соединений на клее ПБИ-1К приведены в табл. 11.10.


Клей Имидайт 850 (фирма «Narmco», США) представляет собой 34—35%-ный раствор смолы Имидайт 2321 в пиридине. Клей рекомендуется для склеивания стали, титановых и алюминиевых сплавов, бериллия в изделиях авиационной, ракетной и космической техники. В космических конструкциях его используют также для склеивания оптических стекол.


Технология склеивания предусматривает открытую выдержку клеевого слоя в течение 90 мин при 92 °С. Для отверждения клея изделия помещают в пресс, нагретый до 223 °С, и выдерживают под давлением 13 кгс/см2 сначала при постепенном подъеме температуры до 315°С (в течение 20 мин), а затем при этой температуре в течение 1 ч. Изделия охлаждают под давлением до 92 °С. Последующий этап отверждения производится в атмосфере азота при 400 °С в течение 1 ч. Описаны механические и химические методы обработки поверхности склеиваемых клеем Имидайт 850 металлов в целях упрощения технологии склеивания [87].


При склеивании сотовых конструкций из нержавеющей стали клеем Имидайт 850 изделия помещают в пресс, нагретый до 150 °С, и выдерживают под давлением 1,7 кгс/см2 сначала при 150 °С в течение 1 ч, затем также в течение 1 ч последовательно при 205, 260 и 315 °С. Охлаждение до 92 °С производят под давлением. Окончательное отверждение осуществляется в атмосфере азота при 400 °С в течение 1 ч.


Композиции на основе полимера AFA-121 (из 3,3-диаминоди-бензидина и смеси дифенилизотерефталатов), содержащие алюминиевую пудру и мышьяковистые соединения, исследовались в качестве клеев для нержавеющей стали и титана, поверхность которого была предварительно обработана в фосфатной ванне. В качестве растворителя применяли пиридин. Режим отверждения — 9 ч при 315 °С и давлении 13 кгс/см2.


Прочностные характеристики клеевых композиций на основе клея AFA-121 (рис. II.9 и II.10) свидетельствуют о некоторых его преимуществах перед клеем Имидайт 850. Данные о прочности сотовых конструкций, склеенных клеем AFA-121, приведены на рис. ii.ll и 11.12. Старение клеевых соединений сотовых конструкций из нержавеющей стали на клее AFA-121 при 372 °С в течение 24 ч приводит к снижению прочности при отрыве примерно на 50% (3,4 кгс/см2 при 372°С вместо 7,7 кгс/см2 до старения).


Известны полибензимидазольные клеи, обеспечивающие прочность склеивания 350—420 кгс/см2 [90]. Описаны пригодные для изготовления клеев полиамидобензимидазолы, получаемые взаимодействием дифениловых и трифениловых эфиров ароматических ди- и трикарбоновых кислот с диаминами и тетраминами в инертной среде [91], и другие [92, 93, 95].


Для склеивания бериллия предложена полибензимидазольная композиция, содержащая алюминиевый порошок, сернистые соединения мышьяка, стеклянное волокно и коллоидную двуокись кремния или полые стеклянные микросферы [94].


Описан обладающий адгезионными свойствами кремнийсодер-жащий полибензимидазол, получаемый поликонденсацией 3,3-ди-аминобензидина с бис(п-карбопентанхлорфеноксифенил)дифенил-силаном. Полимер обладает высокой термостойкостью, хорошо растворяется в диметилформамиде, диметилацетамиде и пиридине [96].