ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Зависимость эксплуатационных характеристик клеевых соединений от упругих свойств клеев из "Эпоксидные полимеры и композиции" Упругие свойства отвержденных клеев, зависящие от физического состояния эпоксидного полимера, плотности сетки химических связей и интенсивности межмолекулярного взаимодействия, во многом определяют когезионную прочность пленки клея и, следовательно, работоспособность соединений. Однако этим вопросам не уделяется пока должного внимания, и в литературе приводятся в основном данные об изменении прочности клеевых соединений при воздействии температуры и некоторых других факторов. Установление взаимосвязи между характеристиками соединений и упругими свойствами пленок клеев различного состава облегчает создание соединений с требуемыми эксплуатационными параметрами. [c.128] Ниже систематизированы некоторые данные об упругих свойствах различных групи эпоксидных клеев и их влияние на прочность соединений. [c.129] Эпоксидные клеевые композиции, отверждаемые аминами, наиболее широко применяются в промышленности, что обусловлено возможностью проводить склеивание ири невысоких температурах и давлениях. В то же время они обладают многими ценными фнзико-механическими характеристиками, свойственными другим клеям, отверждаемым при высоких температурах [2, с. 76]. [c.129] На последних этапах процессов обнаружено взаимодействие между эпоксидными группами и молекулами воды [75]. Такое многообразие реакций, протекающих в одной системе, значительно затрудняет расчет ее стехиометрии. [c.130] Исчезновение аминных групп после выдержки в течение 24 подтверждает, что содержание отвердителя в клеях значитель-, но отклоняется от стехиометрического. Однако это не препятствует дальнейшему протеканию процесса отверждения. Это подтверждается повышением конверсии эпоксидных групп, а также 7 с и 00 клея. [c.131] Важно отметить [76], что основное количество эпоксидных групп расходуется в течение первых 2—3 сут. В этом случае для клеев ВК-9, К-115, К-153 степень конверсии эпоксидных групп составляет 65, 65 и 62% соответственно. За последуюш,ие 30 сут она возрастает в каждом из этих случаев дополнительно на 22, 10 и 147о. Указанное количество эпоксидных групп расходуется на образование иространственной сетки химических связей так, для клея ВК-9 в результате добавочной конверсии эпоксидных групи значение 7 с повышается на 40 °С, а модуль увеличивается в 1,5 раза (см. рис. 5.7). [c.131] На рис. 5.9, а приведена зависимость внутренних напряжений от температуры в пленках клея ВК-9, сформированных на стальной подложке и отвержденных по следующим режимам при комнатной температуре в течение 3 и 30 сут, а также пря 80°С в течение 6 ч. Для сопоставления приведены и термомеханические кривые тех же пленок (рис, 5,9,6). Видно, что кривые температурной зависимости внутренних напряжений в пленках, сформированных при комнатной температуре, проходят чере минимум. Минимум напряжений (кривые I, 2) соответствует температуре стеклования пленок. Максимум на тех же кривых указывает на протекание процессов размягчения и доотверждения. [c.132] Температурные изменения модуля упругости клея ВК-9, от-зержденного только ирн комнатной температуре, имеют более сложный характер. Как и в первом случае, с повышением температуры наблюдается резкое уменьшение модуля, но после достижения минимального значения он начинает расти при дальнейшем повышении температуры. При этом значение модулл асимптотически приближается к значению условно-равновесного модуля пленки, сформированной ири повышенной температуре. [c.133] Варьирование продолжительности и температуры выдержки образцов позволяет изменять модуль упругости пленок клеев в широких пределах. Наиример, значение Е пленки, сформированной в течение 3 сут ири комнатной температуре, при 80 °С равно к10 МПа (точка 3 на рис. 5.10, а), а в результате дополнительного прогрева при этой температуре в течение 15 мин возрастает до 30 МПа (точка 4). Аналогично изменяется и прочность соединений (см. рис. 5.10,6). Прочность соединений, сформированных при комнатной температуре, ири 60 °С снижается втрое, а для соединений, сформированных при 120°С, такое же снижение прочности происходит при 110°С. Это обусловлено различием в физическом состоянии пленок при 60 °С. [c.133] Таким образом, ирочность соединений даже ири одной температуре испытания может быть различной в зависимости эх степени завершенности отверждения, причем изменения прочности необратимы, так как связаны с образованием сетки [27, с. 71-76]. [c.134] Значительное снижение прочности соединений при повышенной температуре можно не обнаружить, если не учитывать изменения пространственной структуры клеев при прогреве или вы-дерм ке соединений ири повышенной температуре. Поэтому определение реальной прочности соединений для этой группы клеен целесообразно проводить после достижения заданной температуры без длительной выдержки, приводящей к дополнительному сшиванию. [c.134] Снижение прочности и рост внутренних напряжений ири последующем охлаждении могут привести к преждевременному разрушению соединений, если они ири эксплуатации нагреваются до температур, превышающих Тс клея. [c.134] Обычно (но не всегда) механические показатели соединений, отверм .денных ири нагреве выше, чем у соединений, отвержденных ири комнатной температуре. [c.134] На рис. 5. П приведена зависимость К от температуры для двух (леевых систем, отвержденных без нагревания (кривая /) и при 120 °С (кривая 2). Из этих данных следует, что в интер-зале 40—55°С относительная прочность соединений, склеенных Зез прогрева, на 10—20% выше относительной прочности соединений, склеенных тем же клеем, отвержденным при 120°С. [c.135] Прочность соединений зависит от упругих свойств пленок клеев, в частности от их податливости. Особенно это проявляется в области 7 с для пленок, отвержденных ири комнатной и повышенных температурах (см. рис. 5.11). Это различие в прочности выражается величиной К = Ki — К2 (где К и К2 — относительные прочности соединений, сформированных при комнатной и повышенной температурах). [c.135] В табл. 5.11 приведены значения АК и А/ для пленок модель-ной системы и клея ВК-9. [c.136] Вернуться к основной статье