ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Морозостойкость из "Прочность и долговечность клеевых соединений Издание 2" По мере снижения температуры испытаний вследствие увеличения влияния перенапряжений на границе раздела фаз когезионный характер разрушения соединений для большинства клеев сменяется адгезионным. Естественно, что при этом имеет значение соотношение между адгезионной и когезионной прочностью при данной температуре. Морозостойкость (так же, как и теплостойкость) является относительной величиной, поскольку она зависит от вида напряженного состояния, скорости испытаний и т. д. [c.154] Морозостойкость полиуретановых клеев, очевидно, связана с тем, что полиуретаны характеризуются большей подвижностью макромолекул, чем эпоксиды [122]. Это обеспечивается подбором соответствующих диизоцианатов и диолов, являющихся основой клея. Отличительной особенностью полиуретанов, объясняющей высокую морозостойкость соединений на их основе, является способность к большим относительным удлинениям при разрыве в застеклованном состоянии. Так, Гс полиуретанового клея Адипрен 100 составляет —38 °С, но вплоть до —78 °С клей характеризуется большими механическими потерями и максимальной способностью к удлинениям. Минимальные значения прочности при растяжении (1,3 МПа) и относительного удлинения клея отмечаются [123] при —269 °С. Возможно, такая подвижность в застеклованном состоянии (по аналогии с кристаллическими полимерами [124]) связана с перемещением надмолекулярных образований и имеет энергетический, а не энтропийный характер. [c.155] Ограниченную морозостойкость соединений на эпоксидных клеях можно существенно повысить, если использовать полигли-цидиловые эфиры фталевой кислоты, а не обычно применяемые смолы на основе дифенилолпропана. [c.155] Повышенной морозостойкостью, в том числе при ударных нагрузках, отличаются эпоксидно-полиамидные клеи, отверждение которых происходит в процессе нагревания при плавлении высокомолекулярного полиамида (около 15% от массы эпоксидной смолы) [125]. [c.155] Низкомолекулярные полиамиды существенно снижают жесткость эпоксидного клея, поэтому прочность соединений на таких клеях до —253 °С, практически не меняется, однако по сравнению с эпоксидно-полиамидными клеями (на основе высокомолекулярного полиамида) подобные композиции менее прочны (при —253 °С прочность соединений алюминия на сдвиг при растяжении составляет соответственно 56 и 16 МПа). [c.155] Рост жесткости фенолокаучуковых клеев (на полихлоропре-новом и нитрильном каучуках) отражается на прочности при испытаниях образцов с концентрацией напряжений (при —250 °С прочность на сдвиг при растяжении снижается вдвое по сравнению с прочностью при 20 °С) [122]. В ряде случаев температурные напряжения обусловливают самопроизвольное отслаивание этих клеев. [c.155] Прочность при сдвиге соединений на эластичных полиуретановых, кремнийорганических и тиоколовых герметиках холодного отверждения повышается по мере снижения температуры до —195°С, после чего она стабилизируется или несколько снижается, видимо, из-за влияния формы образца, температурных напряжений и т. д. Максимальная прочность склеивания этими герметиками при —195 °С соответственно составляет 12,5, 29,0 и 16,0 МПа (сдвиг при растяжении), тогда как при комнатной температуре она не превышает 2,0—5,0 МПа. Некоторые кремнийорганические клеи можно эксплуатировать при температурах до — 115°С. Высокой морозостойкостью отличаются метилфенилкрем-нийорганические полимеры. [c.156] Уже отмечалось, что если термические коэффициенты линейного расширения склеиваемых материалов и клеев сильно различаются при криогенных температурах, склеивание может дать плохие результаты. В связи с этим наиболее чувствительны к снижению температуры соединения титана, затем нержавеющей стали и алюминиевых сплавов. Их коэффициенты линейного расширения соответственно равны 0,09-10 , 0,12-10 и 0,24-10 1/°С. Поскольку значения коэффициентов линейного расширения клеев и связующих в стеклопластиках близки, прочность при сдвиге соединений стеклопластиков, а также межслойная прочность стеклопластика в области криогенных температур (до —269°С) стабильны, причем разрушение происходит по стеклопластику [121]. [c.156] Сближает значения коэффициентов линейного расширения полимеров и. металлов введение в клеи минеральных наполнителей. Выделяются в этом отношении некоторые марки ситаллов, обладающих отрицательным коэффициентом линейного расширения, а также гексагональный нитрид бора [140]. [c.156] При более однородном напряженном состоянии клеевых соединений (равномерном отрыве) чувствительность к криогенным температурам меньше, чем при испытаниях на сдвиг при растяжении до —250 °С прочность при равномерном отрыве соединений па многих клеях повышается. [c.156] Существенное значение имеет и масштабный фактор. Абсолютное значение усилий, возникающих вследствие разницы коэффициентов линейного расширения клея и склеиваемых материалов, в малом образце меньше, чем в большой конструкции. В соответствии с теорией составных стержней [126], температурные напряжения в клеевых швах трехслойных панелей максимально возрастают до тех пор, пока длина образцов не достигнет 1 м. [c.156] Вернуться к основной статье