ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение разрушающих напряжений при растяжении и относительных удлинений при разрыве покрытий из "Физико механические свойства полимерных лакокрасочных покрытий" Для определения разрушающих напряжений при растяжении и относительных удлинений при разрыве полимерных пленок и покрытий сконструирована и изготовлена горизонтальная малогабаритная разрывная машина, принципиальная схема которой приведена на рис. 4.20. [c.162] Испытуемый образец 2 закрепляется в зажимах / и 3, которые могут свободно перемещаться по направляющим 4. Зажим 1 стержнем 11 связан с динамометрической пружиной 10. Зажим 5 с винтом 5 приводится в поступательное движение гайкой 6. Скорость вращения гайки б задается редуктором 7. При натяжении образца 2 динамометрическая пластина 10 прогибается. Величина прогиба фиксируется индуктивным датчиком 9 и автоматически записывается потенциометром 8 типа БВ-662. Машина имеет восемь скоростей от 4-10-5 дд м/с. Минимальная цена деления усилия составляет 0,1 Н. [c.162] Для определения разрушающих напряжений при растяжении и относительных удлинений при разрыве полимерных пленок и покрытий при различных температурах машина оборудована термокриокамерой. Нагрев производится электроспиралью, а охлаждение— жидким азотом или другим хладоагентом, пропускаемым через металлическую рубашку. На машине можно получать прочностные характеристики полимерных покрытий в диапазоне температур от —60 до 300 °С [20, с. 38]. [c.163] Для определения условий разрушения полимерных покрытий под действием внутренних напряжений необходимо уметь определять прочность покрытий на реальных подложках. Прочностные свойства покрытий определяются в подавляющем большинстве случаев при испытаниях свободных пленок. Техническая трудность проведения исследований полимерных покрытий непосредственно на подложках делает весьма привлекательной замену их исследованиями свободных пленок, испытание которых не представляет трудности. Однако предварительно необходимо установить, насколько такая замена обоснована. [c.163] В работе [22] изложена методика исследования прочности и разрывных удлинений полимерных покрытий на реальных подложках при растяжении, поскольку этот вид напряженного состояния наиболее часто встречается на практике. Для этой цели использовались образцы из медной фольги в виде двухсто- ронней лопаточки толщиной 0,05, шириной 5,0 и длиной 25 мм. Эти образцы покрывались лаком и и эмалью. После отверждения нанесенных покрытий образцы подвергались растяжению с малой скоростью до разрушения. Толщины подложки и покрытия выбирались такими, чтобы прочности их были соизмеримы. В этом случае разрыв покрытия или подложки четко записывался на разрывной диаграмме. По такой диа-грамхме легко определяются относительные удлинения при разрыве покрытия. Разрушающие напряжения при растяжении приходится рассчитывать. [c.163] Рассмотрим случай разрушения покрытия на участке упругого (А) или пластического (Б) деформирования подложки. [c.164] По этому участку разрывной диаграммы и надлежит рассчитывать прочность покрытия. [c.165] что цена деления участка у диаграммы не соответствует тари-ровочной кривой динамометра, поскольку в системе оказался дополнительный упругий элемент (подложка) с собственными упругими и геометрическими характеристиками. [c.165] Последний вариант (Б) использовался для исследования механических свойств ряда полимерных покрытий. [c.166] Естественно, что если внутренние напряжения настолько значительны, что приводят к разрушению покрытия в области упругой деформации подложки, то остается справедливым первый вариант (А), и поэтому рассчитать прочность довольно трудно. [c.167] Представляло интерес записать разрывные диаграммы покрытий на подложках для случаев 1) относительные удлинения при разрыве покрытий значительно больше, чем подложки 2) относительные удлинения при разрыве подложки и покрытия одинаковы 3) относительные удлинения при разрыве покрытия меньше, чем подложки. Указанные варианты были реализованы на нитропокрытиях, претерпевших старение в различной степени. [c.167] На рис. 4.24 приведена разрывная диаграмма свежеприготовленной полимерной пленки (кривая /) и полимерного покрытия на медных подложках (кривые 2, 3). Свободная пленка разорвалась при относительном удлинений 20%, обнаружив прочность 55 МПа. Кривая 2 демонстрирует деформацию покрытий толщиной 0,16 мм на медной подложке. При 16%-ном удлинении разрушилась медная подложка (ордината аб ), а затем покрытие (ордината бс ). Разрушающее напряжение при растяжении покрытия оказалось равным 53 МПа. Кривая 3 характеризует разрыв покрытия толщиной 0,025 мм. При 7%-ном удлинении разрушилась подложка. При этом полимерное покрытие подверглось удару силой, вызвавшей напряжения, превосходящие его прочность. Покрытие разрушилось, исчерпав лишь часть своей прочности при растяжении. Разрушающее напряжение при растяжении покрытия, рассчитанное по этой диаграмме, оказалось равным 30 МПа. [c.167] Так как испытание покрытий с относительными удлинениями при разрыве большими, чем у подложек, обусловливает получение искаженных данных, то очевидно, что для этого случая испытание свободных-пленок дает более надежную информацию о прочностных характеристиках покрытия. [c.168] Очевидно, что наиболее наглядно влияние адгезии на физико-механические свойства покрытия проявится, когда покрытие будет разрушаться раньше подложки. Этот случай был реализован для покрытий, подверг-, нутых термостарению в течение 400 ч (рис. 4.25). [c.168] По диаграммам 2 и 3 с помощью уравнения (4.25) была рассчитана прочность покрытия. Она оказалась равной 76 МПа. Свободные пленки имели прочность 80 МПа. [c.169] Таким образом, предложенная методика позволяет определять прочностные- свойства полимерных покрытий на подложках. С помощью этой методики иссЛедовались механические свойства ряда покрытий. [c.169] Чтобы выявить влияние адгезии на прочность покрытий, были пригото влены три партии образцов с различной адгезией. Первая партия подложек перед нанесением покрытий подвергалась химическому травлению в растворе кислот, вторая — обезжиривалась органическими растворителями, а третья покрывалась без всякой подготовки. Адгезия определялась с помощью метода отслаивания подложки от покрытия. Опыты показали, что первая партия образцов имела адгезионную прочность 1,45 Н/мм, вторая — 0,6 Н/мм и третья 0,5 Н/мм. [c.169] Вернуться к основной статье