Полиэтилен — неполярный термопластичный полимер, не обладающий адгезионными свойствами и очень трудно поддающийся склеиванию. Однако он может быть использован для склеивания алюминиевых сплавов [2]. Склеивание полиэтиленом основано на окислительных процессах, протекающих при плавлении полиэтилена и контакте полимера с покрытой окисной пленкой поверхностью алюминиевого сплава. При этом в макромолекулах полиэтилена образуются полярные группы, и он приобретает адгезионные свойства.


Окисление полиэтилена проводят при температурах, превышающих температуру его плавления, хотя процесс окисления идет и при комнатной температуре. При окислении полиэтилена на воздухе в полимере сначала возрастает концентрация карбонильных групп, при более глубоком окислении появляются группы ООН, ОН, СООН и С—О. Процесс окисления при повышенных температурах сопровождается структурированием [3, 7].


Изучение контактного термического окисления расплава полиэтилена на сплавах металлов показало, что процесс сопровождается растворением поверхностного слоя металла и появлением в объеме полимера металлсодержащих соединений [4]. При контактном окислении полиэтилена на сплавах, компоненты которых обладают различной способностью к растворению в расплаве полимера, происходит изменение химического состава и структуры сплава. Так, при контактном окислении полиэтилена на латуни происходит растворение обоих компонентов сплава, но скорость растворения цинка несколько выше, в связи с чем поверхностный слой латуни, обогащаясь медью, приобретает цвет красной меди [5].


Интересно исследование, посвященное влиянию химических и структурно-механических факторов на адгезию модифицированного полиэтилена (полиэтилен с привитыми цепями полиглицидил-метакрилата) к алюминиевой фольге [6]. При введении некоторых наполнителей повышается адгезия полиэтилена к стали [8].


Известны [9] клеевые композиции на основе полиэтилена и атактического полипропилена, содержащие добавку полярных веществ, например малеинового ангидрида и (или) капролактама. Введение в полиэтилен атактического полипропилена и полярного вещества дает возможность получить клей с хорошими адгезионными свойствами и относительно низкой температурой склеивания.


Для получения клея 100 вес. ч. полиэтилена, 10—80 вес. ч. атактического полипропилена и 5—20 вес. ч. малеинового ангидрида смешивают при комнатной температуре, нагревают смесь до 120—170 °С и снова перемешивают до полной гомогенизации; после этого температуру снижают до 80—120°С и подвергают смесь деформациям сдвига при градиенте скорости 50—200 с-1. Такой способ получения клеевой композиции осуществляют на обычной червячной машине непрерывного действия с зональным регулированием температуры и специальным шнеком или на специальной червячной машине. Целесообразность получения клеевой композиции на червячных машинах обусловливается возможностью получения клея в виде нитей, шнуров, лент, гранул или шнура, армированного усиливающими нитями.


Клеи на основе полиэтилена предложено использовать в обувной, швейной, полиграфической промышленности и в других областях народного хозяйства. Данные о прочности клеевых соединений шевиота (склеивание при 150 °С в течение 1—5 с) такими клеями приведены ниже:


Состав клея, вес. ч.
полиэтилен............100 100 100
атактический полипропилен 20 60 20
малеиновый ангидрид . 5 5 —
капролактам............— — 10
Прочность при расслаивании
при 20 °С, кгс/см..........2,4 2,4 4,3


Некоторые американские фирмы выпускают полиэтиленовые клеи в виде порошка (Эджилен № 1) или в виде мелких крупинок шарообразной формы (Марлекс 50); фирма «Monsanto» выпускает клеи, представляющие собой тонкоизмельченное полиэтиленовое волокно (марок 208176-1, 2, 3 и 4) Склеивание этими клеями производят при 200—210 °С. Наиболее высокие показатели прочности клеевых соединений обеспечивает клей марки 208176-4 на основе полиэтилена с молекулярным весом 100 000.


В качестве клеев предложено использовать сополимеры этилена с винилацетатом, а также карбоксилированный полиэтилен. Количество винилацетата в сополимере может составлять от 17 до 42%. Клеи применяются при изготовлении упаковочных материалов, для склеивания текстильных материалов, при производстве обуви, в переплетном деле и т. д.


Карбоксилированный полиэтилен обладает хорошей адгезией (при нагревании) к полярным и неполярным материалам. Клеями на его основе можно склеивать кожу, полиамиды, бумагу и полиэтилен. Клеевая композиция получается также при сплавлении карбоксилированного полиэтилена с полиамидами.