ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прочностные свойства полимерных покрытий из "Методы определения механических и адгезионных свойств полимерных покрытий" Для определения прочности и разрывных удлинений полимерных пленок и покрытий сконструирована и изготовлена горизонтальная малогабаритная разрывная машина, принципиальная схема которой приведена на рис. 22. [c.38] На ленте потенциометра разрывная диаграмма записывается в координатах разрывное усилие Р—удлинение А/. Поделив Р на площадь поперечного сечения образца 8, а удлинения А/ на длину образца I, получим диаграмму в координатах напряжение а—относительное удлинение 8. [c.38] Для определения прочности и разрывных удлинений полимерных пленок и покрытий при различных температурах изготовлена съемная термокриокамера 12. Нагрев производится электроспиралью, а охлаждение жидким азотом или охлаждающей жидкостью, пропускаемой через металлическую рубашку. [c.38] На рис. 23 для примера приведены разрывные диаграммы покрытий на основе фенол-формальдегидной смолы. Видим, что в диапазоне температур (—20) (+10)° С реализуется хрупкий, в диапазоне температур 20—60° С вынужденноэластический, а при температурах выше 60° С — высокоэластический тип разрушения [45]. [c.38] Для определения условий разрушения полимерных покрытий под действием внутренних напряжений необходимо знать, а следовательно, и уметь определять прочность покрытий также на реальных подложках. Однако прочностные свойства покрытий определяются в иодав-ляюш ем большинстве случаев на свободных пленках. [c.40] Техническая трудность исследований полимерных покрытий непосредственно на подложках делает весьма привлекательной замену их исследованиями свободных пленок, испытание которых не представляет трудности. [c.40] вероятно, целесообразно будет делать и в будущем, но предварительно необходимо экспериментально установить, насколько такое допуш ение обоснованно. [c.40] В работе [46] изложена методика исследования прочности и разрывных удлинений полимерных покрытий на реальных подложках при растяжении, поскольку этот вид напряженного состояния наиболее часто встречается на практике. [c.40] Очевидно, что если первой разрушается подложка, то затем покрытие разрушится в свободном от подложки месте и разницы между испытанием свободной пленки и покрытия не будет. Наибольший интерес представляет второй случай, когда вначале обрывается покрытие. [c.41] Пусть образец 1 (подложка с полимерным покрытием, рис. 24) подвергается растяжению винтом 2 разрывной машины. Растягиваюш ее усилие фиксируется динамометром 3 с индикатором 4 и самописцем 5, на котором записывается разрывная диаграмма с достаточной степенью точности. [c.41] Рассмотрим случай разрушения покрытия на участке упругого и пластического деформирования подложки. [c.41] При растяжении такого образца вначале снимается деформация сжатия подложки, поэтому лишь с деформации А/о начнется растяжение подложки. Так как предел текучести материала подложки остается неизменным, то предел текучести такого образца возрастает на АР, как показывает диаграмма 3 (см. рис. 26), а после точки Оа участок я2 2 идет практически параллельно участку диаграммы 2. При разрушепии покрытия сила на образце релаксирует до предела текучести подложки Р , как и в случае 1. Таким образом, внутренняя упругая сила, определяемая внутренними напряжениями, после разрушения покрытия суммируется с внешней, поэтому прочность покрытия, рассчитанная по этой методике, получается такой, как будто в покрытии внутренних напряжений не было. [c.43] Так как испытание покрытий с разрывными удлинениями, большими, чем у подложек, обусловливает получение искаженных данных, то очевидно, что в этом случае испытание свободных пленок дает более надежную информацию о прочностных характеристиках покрытия. [c.44] После 120-часового старения разрывные удлинения свободных пленок снизились до 10%, а прочность их увеличилась до 950 кГ/см . Опыты показали, что покрытие и подложка деформировались и разрушались одновременно при относительном удлинении 9%. Прочность покрытий оказалась равной 930 кГ/см . При этом реализовалась полная прочность покрытий. Выявить влияние адгезии на прочностные свойства покрытий при равенстве разрывных удлинений и подложки невозможно ввиду одновременного их обрыва. [c.45] Очевидно, что наиболее наглядно влияние адгезии на физико-механические свойства покрытия проявится, когда покрытие будет разрушаться раньте подложки. Этот случай был реализован на покрытиях, старившихся в течение 400 час (рис. 28). Кривая 1 представляет разрывную диаграмму медной подложки. При е=2% достигается предел текучести подложки, а при 6ч-8%-ном удлинении обычно наступает ее разрушение. В интервале удлинений от 2 до 6%, как следует из диаграммы, имеет место пластическое течение подложки при неизменном значении Рт- Кривые 2 ж 3 представляют разрывные диаграммы образцов подложка — покрытие. Кривая 2 иллюстрирует случай, когда при растяжении образца сначала обрывается покрытие с одной стороны подложки (участок диа-граммы я — й), с другой (участок с — d) и затем обрывается подложка (участок d — е). [c.45] Кривая 3 (см. рис. 28) иллюстрирует случай одновременного обрыва покрытия с обеих сторон (участок диаграммы Й1 — i), а затем обрывается подложка (участок — Si). По кривым 2 и 3 с помощью уравнения (38) рассчитана прочность лакокрасочного покрытия. Она оказалась равной 760 кГ1сж . Свободные пленки имели прочность 800 кГ см . [c.45] Таким образом, предложенная методика позволяет определять прочность и разрывные удлинения полимерных покрытий на подложках. С помощью этой методики нами исследовались прочностные свойства ряда покрытий. [c.45] Испытанию были подвергнуты три партии покрытий с различной величиной адгезии и свободные пленки, полученные по одинаковой технологии. Исследования показали, что все три партии покрытий и свободные пленки имели практически одинаковую прочность 850 кГ/см . [c.46] Таким образом, установлено, что адгезия практически не оказывает влияния на прочность покрытий, а поэтому прочностные свойства покрытий можно изучать на свободных пленках, полученных по заданной технологии. [c.46] Для определения работоспособности полимерных покрытий при воздействии механических, тепловых и других факторов необходимо знать упругодеформационные характеристики покрытий в широком интервале температур. По изменению деформационных характеристик можно количественно исследовать продессы отверждения и старения покрытий. Однако до последнего времени определению этих характеристик покрытий уделялось недостаточное внимание. [c.47] Вернуться к основной статье