Понимание науки образования скола и трещины на лобовом стекле, знания о  процессе изготовления  лобового стекла  и о смолах (полимерах), созданных для ремонта лобового стекла, - всё  это имеет важное значение для людей, занятых в индустрии ремонта лобового стекла.

Глубокое понимание химии ремонта лобового стекла поможет вам приобрести лучшие полимеры и даст вашему клиенту уверенность доверять вам, как эксперту в деле восстановления безопасности его автомобиля.

Клей представляет собой вещество, соединяющее поверхности вместе.

Смола в химии полимеров представляет собой жидкое вещество, которое трансформируется  в полимеры.

Полимер представляет собой большую молекулу и / или множество мономеров.

Мономер представляет собой маленькую молекулу, которая способна соединяться в длинные цепочки с идентичными или разными молекулами с образованием полимера.

Смолы являются смесью мономеров и полимеров, которые могут быть органическими или синтетическими соединениями.

Связывание мономеров называется полимеризацией.
Вот мономер:

Вот полимер:

Вот два основных вида клеевой связи - механическая и химическая.

Химическая связь -  клей (смола) имеет межмолекулярные взаимодействия с подложкой (стеклом).

Механическая связь (механическое скрепление) появляется там, где клеевая связка создается под  усилием и/или путем заполнения пространства клеем и его полимеризацией или путём механического присоединения к поверхности (ям), причем все это происходит без молекулярного взаимопроникновения.

Взаимодействие - атомы смолы взаимодействуют с атомами стекла, что создает химическую связь.

Адгезия -  сцепление или связывание смолы со стеклом. Прочность сцепления есть прочность связи смолы со стеклом, которая может быть измерена с помощью  лабораторных тестов. При плохой адгезии смола отделяется от стекла.

Когезия -  сцепление друг с другом частей смолы, обусловленное действием сил межмолекулярного взаимодействия…. Когезионная  прочность необходима, когда имеется зазор, например, при ремонте края трещины. При зазоре, смола большей вязкости обеспечит большую когезионную прочность, чем смола с низкой вязкостью. При недостаточной когезии,  смола, остающаяся на стекле, разрывается на части в середине.

Усадка - создается УФ за счёт плотно сцепленных свободных радикалов акрила и УФ-отверждение является экзотермической реакцией, которая происходит с  выделением тепла. Когда молекулы или что-нибудь удваивают связи, они сжимают пространство и заполняют его. Усадка вызывает остаточное напряжение в структуре отвержденной смолы. Смолы с низкой вязкостью усаживаются больше, чем с высокой вязкостью из-за состава, имеющего более  мономера, чем полимера (олигомера). Олигомер повышает вязкость наряду с прочностью смолы и долговечностью, особенно когда имеется зазор, такой как на краю трещины (у торца стекла).

Смачивание - способность жидкого клея поддерживать контакт с подложкой путем молекулярного взаимодействия. Это означает, что молекулы смолы могут создать связь с молекулами стекла. Это происходит из-за межмолекулярных сил между смолой и поверхностью стекла.

Капиллярный эффект - способность жидкости (смолы) течь в микроскопические трещины и кратеры на поверхности стекла без помощи внешних сил, таких как сила тяжести. Это очень важно для хорошей адгезии.

Высокоэнергетические поверхности против низкоэнергетических поверхностей.

Высоко - энергетические поверхности – это прочные твердые поверхности, такие как стекло, керамика и металл.  В них  межмолекулярные связи очень сильны. Эти высокопрочные химические связи называют ковалентными, ионными или металлическими.

Низкоэнергетические поверхности, такие как ПВБ (промежуточный слой поливинилбутираль) являются мягкими, деформируются или легко гнутся. Жидкие клеи также имеют низкую энергию, они могут увлажнять и  легче связываются с высоко - энергетическими поверхностями, чем они это делают с низкоэнергетическими поверхностями. Две поверхности с низкой энергией  не соединяются хорошо между собой.

При ремонте лобового стекла присутствует поверхностное натяжение, потому что есть две подложки: стекло (1), которое является высокоэнергетической поверхностью и  ПВБ (2),  являющейся низкоэнергетической поверхностью. Смола (низкая энергия) больше привлекает к стеклу, чем к ПВБ. Смола смачивает стекло, но не ПВБ. Смола образует межмолекулярную  химическую связь со стеклом, но механическую связь с ПВБ. Это напряжение заставит смолу стягиваться от ПВБ при отверждении, когда смола начинает усаживаться. Это может произойти и это можно увидеть в процессе или после отверждения. Результат будет выглядеть как пузырь или пустота в случае со сколом и как длинная тонкая полоса разделения вдоль ПВБ, которая называется "бегуном", в случае с ремонтом трещины.

Метод ремонта, позволяющий исправить этот дефект, применяемый на большинстве сколов, заключается в отверждении смолы под давлением, создаваемом инжектором. Это позволит заполнить пустоту, что компенсирует усадку и усиливает связь с ПВБ.

При ремонте трещин, в случае применения смол (полимеров) Ultra Bond для ремонта трещин лобового стекла, они  не дают усадку более чем на 1-2% , достаточно связаны механически с ПВБ и остаются на месте при отверждении. Метод  устранения усадки и поверхностного натяжения в трещинах есть мультивязкостный метод ремонта длинных трещин с применением смол Ultra Bond, и был запатентован Richard Campfield.

Если в ремонтных системах технологически не учитывается поверхностное натяжение, смола может оторваться от ПВБ вследствие изменения температуры, а между смолой и ПВБ проявится пустота, даже если она не видима после отверждения. Эта пустота будет преломляться, и ремонт больше не будет соответствовать ROLAGS (Национальный стандарт США по ремонту ветрового стекла).

Скорость УФ-отверждения.

Медленная скорость отверждения (2-5 минут) регулирует усадку и остаточное напряжение.  Слишком быстрое  отверждение вызывает больше усадки и больше напряжений, что приводит к разрывам  химической связи между различными цепочками атомов в полимере или у другой сложной молекулы. Хорошие новости на эту тему: вам не нужны дорогие высокоскоростные полимеризационные лампы. Ультра Бонд использует для отверждения солнечный свет и недорогие низко ваттные лампы, которые дают лучший конечный результат.

Источники: Ultra Bond, Richard Campfield, Jason Unrau.