ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характер разрушения клеевых соединений из "Прочность и долговечность клеевых соединений Издание 2" В зависимости от свойств клеевого соединения и условий его эксплуатации разрушение может проходить по склеиваемому материалу, по клею и по границе между клеем и склеиваемым материалом. Очень часто наблюдается также смешанный характер разрушения. [c.78] При разработке клеев, изучении вопросов адгезии и т. п. следует оценивать характер разрушения более подробно. Так, надо учитывать наличие пограничных слоев клея, прилегающих к склеиваемому материалу. Как указывалось выше, такие слои имеют иную структуру, их состав может отличаться от состава исходного клея в результате химического взаимодействия клей — субстрат или разделения компонентов клея в результате конкурентной адсорбции или различия в диффузионных характеристиках. Если клей или его компоненты агрессивно действуют на склеиваемый материал, то разрушение может происходить по поверхностным слоям последнего. Поскольку пограничные слои имеют весьма небольшую толщину, их исследование является весьма трудной задачей. Не менее трудно доказать адгезионный характер разрушения [151, 169, 170]. [c.78] Если разрушение происходит по тонким поверхностным слоям, то их трудно заметить не только визуально, но и с помощью люминесцентного анализа, в том числе под микроскопом. В электронном микроскопе фиксируются разрушенные участки полимера, оставшиеся на субстрате, но трудно ожидать, что при этом будут заметны низкомолекулярные продукты, характерные для слабых слоев. Весьма информативен эллипсометрический (поляризационно-оптический) метод исследования. Химический состав поверхностных слоев можно изучать с помощью ИКС методом нарушенного полного внутреннего отражения, хроматографии [182] и др. [c.78] Несмотря на примерно одинаковую степень покрытия стекла полимером, прочность значительно выше при склеивании раствором, а не сухой пленкой, даже при высокой температуре. [c.79] ПИИ [172, 173]. Электронные спектры полимера, оставшегося на субстрате, получают, используя для возбуждения рентгеновское излучение. Исследование таким способом результатов разрушения при отслаивании клеевых соединений алюминия на полиуретановом и полисульфидном клее показали, что хотя полисульфиды имеют значительно худшую адгезию к металлам, чем полиуретаны, в том и другом случаях на металле остается слой полимера толшиной около 20 нм. [c.80] Если сопоставлять различные методы нагружения, то при прочих равных условиях при отслаивании возможность для реализации адгезионного разрушения больше. Например, по данным электронной микроскопии характер разрушения соединений алюминия на эпоксидном клее К-И5, испытанных на сдвиг, является когезионным (по тонкому слою адгезива, прилегающему к субстрату), а при отслаивании — адгезионным. Это может объясняться увеличением числа дефектов в виде пустот различной формы, которые группируются в области перехода от когезионного к меж-фазному разрыву при отслаивании [167]. [c.80] Следует подчеркнуть, что условность определения адгезионного и когезионного разрушения объясняется (наряду с другими причинами) разрешающей способностью методов исследования и характером наблюдаемых образований. Так, разрушение соединений титана и алюминия на эпоксидном клее известными методами было охарактеризовано как адгезионное, но использование спектроскопии ионного рассеяния и масс-спектрометрии вторичных ионов показало [174], что на образующейся в результате разрыва поверхности адгезива присутствует вещество субстрата, а на поверхности субстрата — вещество адгезива. [c.80] Подобными методами были обнаружены следы политетрафторэтилена на разрушенных поверхностях соединений этого материала с металлами, нитратом целлюлозы, акрилатами и др. [175— 177]. С этой точки зрения правильным является мнение Я. О. Бикермана о невозможности чисто адгезионного разрушения. [c.80] Была предпринята попытка связать характер разрушения адгезионных соединений с углом смачивания и скоростью нагружения с помощью энергии разрушения, рассматривая клей как ньютоновскую или неньютоновскую жидкость [178]. В работе [178] определяли пороговую скорость деформирования при любом значении угла смачивания, выше и ниже которой разрушение может быть как адгезионным, так и когезионным. Эта скорость является функцией свойств клея, толщины клеевого шва, геометрии соединения и т. п. При скорости меньше пороговой разрушение всегда когезионное, при скорости выше пороговой — адгезионное. [c.80] Часто бывает полезным подразделять когезионное разрушение на глубокое (по объему клея или склеиваемого материала) и мелкое (по поверхностному слою клея или склеиваемого материала) [180]. [c.81] Характер разрушения клеевого соединения может изменяться в процессе его эксплуатации. Например, если применяют клей холодного отверждения, то в первое время соединение может разрушаться по клею. В дальнейшем, в процессе доотверждения, когезионная прочность клея может превысить прочность склеиваемых материалов, что приводит к разрушению по материалу. Если клеевое соединение эксплуатируют в условиях, в которых может происходить деструкция клея или его утомление, то характер разрушения клеевого соединения также изменяется — разрушение будет проходить по клею, причем прочность будет ниже исходной. [c.81] На характере разрушения клеевых соединений отражается продолжительность и скорость приложения нагрузки. При быстром приложении нагрузки клеевые соединения на основе резиновых и некоторых других эластичных клеев разрушаются по адгезионному механизму. Это обусловлено тем, что если нагрузка прилагается с большой скоростью и кратковременно, то эластомеры работают как упругое тело, и наиболее слабыми оказываются адгезионные связи. В то же время при медленном росте или постоянстве нагрузки подобные клеи склонны к ползучести, которая обусловлена повышенной деформируемостью эластомеров. В этих условиях длительная прочность полимера может оказаться ниже длительной адгезионной прочности, и разрушение будет происходить по клею и иметь когезионный характер. Это обстоятельство часто препятствует использованию каучуковых клеев в качестве конструкционных. [c.81] При испытаниях соединений металлов на прочных и жестких клеях под действием длительных статических и циклических нагрузок разрушение имеет преимущественно адгезионный характер, так как напряжения концентрируются на границе раздела фаз, а релаксационная способность жестких полимеров невелика. Это приводит к преимущественному утомлению адгезионных связей. [c.81] Вернуться к основной статье