ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адгезия покрытий из "Применение полимерных материалов в качестве покрытий " Адгезия (сцепление, прилипание) полимерного покрытия к защищаемой поверхности является очень важной характеристикой без прочной связи между пленкой полимера и подложкой — поверхностью металла, древесины, ткани или другой основы нельзя получить покрытие, стойкое к коррозии и обладающее надежными защитными свойствами при длительной эксплуатации. Прочность этой связи, или величину адгезии, мояшо охарактеризовать работой, необходимой для отделения пленки покрытия. [c.149] На величину адгезии полимерного покрытия к подложке влияют различные факторы , в том числе молекулярный вес полимера, строение молекул, их полярность и силы молекулярного взаимодействия. При большом молекулярном весе ориентация полярных групп полимера затруднена вследствие малой подвижности макромолекул, что в особенности сказывается при получении покрытий из растворов или суспензий. А. Я. Дринберг считает, что большой молекулярный вес полимеров является основной причиной плохой адгезии некоторых полимеров к металлическим поверхностям. При нанесении же полимеров, имеющих относительно низкий молекулярный вес, макромолекулы легко ориентируются на защищаемой поверхности. Последующее оплавление и полимеризация при термообработке или действии отвердителей способствуют прилипанию пленки полимера к поверхности . Степень прилипания полимерных покрытий к твердым телам, особенно металлам, определяется интенсивностью молекулярного и химического воздействия на поверхность соприкосновения двух фаз. [c.149] Существует несколько теорий о природе сил, вызывающих адгезию полимерного покрытия к подложке адсорбционная, электростатическая, химическая и диффузионная. [c.150] В соответствии с адсорбционной теорией адгезия вызывается силами межмолекулярного взаимодействия, или силами молекулярного сцепления. Эти силы действуют между электрически нейтральными атомами или молекулами и быстро убывают с увеличением расстояния между частицами. При нанесении полимерного покрытия на подложку происходит миграция атомных группировок на поверхности, после чего устанавливается сорбционное равновесие. [c.150] Согласно электростатической теориипри соприкосновении поверхности двух фаз образуется двойной электрический слой. На адгезионной паре возникают электрические заряды разного знака, притяжение которых обусловливает адгезию. При отрыве поверхностей образуется разность потенциалов. [c.150] Диффузионная теория учитывает взаимное проникновение концов макромолекул и цепей полимера в объем другого материала с поверхности в основном за счет теплового движения. Подтверждением диффузионной теории адгезии являются установленное экспериментально влияние повышения температуры, вызывающее ускорение проникновения концов макромолекул влияние растворителей, вызывающих разрыхление поверхностной структуры и тем самым способствующих. лучшему проникновению концов макромолекул размытость фазовой структуры в пограничном слое повышение адгезии с расширением площади контакта при увеличении удельного давления и продолжительности контакта 1 . [c.150] Адгезию полимерного покрытия к металлической поверхности можно оценивать по-разному, и не существует универсальных методов, которые позволили бы количественно определить силу, необходимую для отрыва различных пленок от покрываемой по-терхности. В большинстве случаев это объясняется тем, что силы адгезии покрытия могут превышать силы внутреннего сцепления молекул пленки. По Н. А. Кротовой различают три вида отрыва пленки покрытия от подложки адгезионный, при котором пленка при испытании целиком отстает от покрываемой поверхности (силы адгезии меньше сил когезии) когезионный, при котором материал пленки разрывается или расслаивается (силы адгезии больше сил когезии) смешанный, при котором частично происходит отрыв пленки от поверхности подложки и частично— разрыв по самой пленки (силы адгезии близки к силам когезии). [c.151] Величину адгезии количественно выражают работой или силой, приходящейся на единицу площади контакта (адгезионной прочностью), которые вызывают разрушение соединения пленки с подложкой. Наиболее распространены способы испытания на отслаивание, отрыв и сдвиг. [c.151] При испытании на отслаивание адгезия характеризуется работой, а в последних двух случаях — силой. [c.151] Для определения величины адгезии относительно лучшими оказались методы, в которых пленка полимерного покрытия непосредственно отрывается от поверхности и определяется работа отрыва. На этом принципе основаны специальные приборы угловой адгезиометр, разработанный Б. В. Дерягиным, и адгезиометр А. И. Орлова. [c.151] Для более легкого снятия покрытия с металлической подложки на поверхность последней предварительно наносится слой кремнийорганического лака К-44 (ТУ ЕУ 175—59). Для этого обезжиренные ацетоном металлические образцы погружают в раствор лака К-44 в ацетоне (1 10 по объему). Затем образцы с лаковой пленкой нагревают в термостате при 180° С в течение двух часов. При медленном вращении пластинки, первоначально расположенной по вертикали, наступает момент отрыва покрытия от подложки при этом фиксируют угол, образованный оторвднной пленкой с вертикальной осью. Работа адгезии вычисляется по приведенной выше формуле (см. стр. 149). [c.152] В адгезиометре А. И. Орлова применен тот же принцип непосредственного отрыва пленки от подложки, но натяжение производится при постоянном угле 90° с помощью электромотора малой мощности. Величина работы, расходуемой на отрыв пленки, нарезанной на полоски определенной ширины и частично отделенной от подложки, регистрируется в течение всего времени испытания. [c.152] Несмотря на сравнительную простоту указанных адгезиомет-ров и удобство проведения испытаний, эти приборы непригодны при испытании покрытий, адгезия которых к подложке выше их когезии. В связи с этим известное распространение получили методы испытания, предусматривающие специальные приспособления, действующие по принципу клина, или применение лезвия бритвы при определении сил, необходимых для преодоления сопротивления прилипания пленки. Такой метод испытания применен в адгезиометре , разработанном в Научно-исследовательском институте лакокрасочной промышленности (ГИПИЛКП) под руководством С. В. Якубовича. [c.152] Для выяснения влияния различных факторов на величину адгезии полимерного покрытия к металлической поверхности проводились исследования 1, На поверхность образцов из стали (Ст. 3) и чугуна (СЧ-18-36), обработанных различными способами, наносили порошок поликапроамида методом вихревого напыления. Для определения величины адгезии проводили испытания пoкpыtия на отрыв с помощью динамометра по нормали к поверхности покрытия на образцах типа грибок с площадью поперечного сечения я см . Результаты испытаний представлены на рис. 57, из которого следует, что наибольшая адгезия полимернс5-го покрытия наблюдалась для металлических образцов, подвергнутых пескоструйной обработке. Оптимальная температура поверхности деталей перед нанесением полимерного порошка должна быть в пределах 225—250°С при отклонении от указанных температур резко снижается адгезия покрытия. [c.153] В ряде исследований 2,2з показано влияние внутренних напряжений, возникающих в покрытиях в результате добавки наполнителей, поверхностно-активных веществ, а также процессов старения, на адгезионную и когезионную прочность полимерных покрытий. [c.153] Вернуться к основной статье