ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние межфазных молекулярных сил на адгезионную прочность из "Адгезионная прочность" Критические замечания, сделанные нами в адрес некоторых работ, не преследовали, разумеется, цели дезавуировать рассмотренные теории и концепции. Эти теории и концепции сыграли, безусловно, положительную роль, расширив представления о механизме адгезии полимеров. Однако в настоящее время требуется дальнейшее углубление работ в области адгезии и адгезионной прочности, охватывающих весь круг вопросов, относящихся к проблемам адгезии. Предпринятое на.ми совместно с А. А. Берлиным в конце 60-х годов обобщени-е имевшегося экспериментального материала [22], а также работы других авторов привели к однозначному выводу о решающей роли межфазных молекулярных сил как первопричины адгезии. Эта точка зрения в настоящее время принята, по существу, сторонниками почти всех существующих теорий адгезии. Остановимся более подробно на влиянии межфазных молекулярных сил на адгезионную прочность. [c.31] Еще несколько примеров косвенного влияния межфазных связей. В последнее время неоднократно упоминалось об эффективности механохимической модификации полимеров. Этот способ оказался полезным как для систем полимер—металл, так и для систем полимер— полимер. В первом случае металлическую поверхность обрабатывают абразивом в присутствии полимера [104] или в качестве абразива используют сам полимер, предварительно замороженный [105]. Механохимические процессы, происходящие при этом и сопровождающиеся разрывом макромолекул, являются основной причиной резкого повышения адгезионной прочности. Так, в [104] показано, что адгезионная прочность в системе фторопласт—фольга при этом возрастает в 2—3 раза. Во втором случае абразивом обрабатывают поверхность полимера, причем эта обработка оказывается особенно эффективной в присутствии адгезива или мономера [106— 108]. В результате механодеструкции образуются свободные макрорадикалы, прививка к которым адгезива приводит к росту адгезионной прочности. Образование свободных макрорадикалов доказано экспериментально [106]. [c.33] Возникшие в процессе механохимической обработки в присутствии клея свободные радикалы взаимодействуют с макромолекулами клея. Если же механическую обработку поверхности проводят на воздухе, до нанесения клея, то возникшие радикалы успевают дезактивироваться, так как их время жизни составляет всего 10 — 10-8 с. [c.34] Убедительный пример влияния межфазных молекулярных связей на прочность композита приведен в работе [110], авторы которой исследовали взаимодействия в системе матрица (эпоксидный компаунд)—арматура— (волокна на основе поливинилового спирта). Если между исходными волокнами ПВС и матрицей не наблюдается никакого химического взаимодействия, то обработка волокон 4,4 -дифенилметандиизоцианатом (МДИ) приводит к химическому взаимодействию по гидроксильным группам. Кроме того, модификатор также химически взаимодействует и с матрицей. Следствием этого взаимодействия является существенное повышение прочности композита [ПО]. ИК-спектры нагруженных образцов свидетельствуют о том, что молекулы МДИ несут ири этом механическую нагрузку. Изучение особенностей развития магистральных трещин в исследуемых композитах с модифицированными и немодифицированными волокнами показало, что расслаивание по границе матрица—волокно занимает значительную долю времени от всего процесса разрушения композита, причем химическое взаимодействие матрицы с волокном существенно снижает скорость расслаивания [110]. Таким образом, прочность композиционного материала самым тесным образом связана с характером межфазных связей — собственно адгезией. [c.35] Для проверки этой гипотезы были изготовлены [114] модельные образцы со специально созданным микрорельефом, который изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа. Удалось обнаружить, что гистерезис угла смачивания, оцениваемый ио разности углов смачивания при натекании и оттекании, возрастает на 15—25 при растяжении пленки тефлона, в то время как с учетом микрорельефа эта величина должна была бы составить всего 6—10°. На этом основании был сделан вывод [114] о том, что анизотропия шероховатости не может быть причиной наблюдаемого эффекта, и анизотропию смачивания деформированных полимеров следует объяснять зависимостью поверхностной энергии твердого тела от деформации. [c.36] ЭТОМ случае может служить величина эксцентриситета эллипса (рис. 1.1). Прямое измерение угла смачивания также свидетельствует о той же тенденции (рис. 1.2). [c.37] Исходя из приведенных соображений и полученных экспериментальных данных, можно ожидать, что изменение поверхностной энергии подложки в процессе ее деформации может оказаться удобным способом изучения влияния термодинамических параметров на адгезионную прочность. Кроме того, этот вопрос имеет существенное практическое значение, так как многие адгезивы (пропиточные составы, связующие, покрытия) наносят на деформированные подложки. [c.40] Выражение (1.12) представляет собой Уравнение параболы, вогнутой к оси поверхностного натяжения. [c.40] Следовательно, работа адгезии жидкости к поверхностп твердого тела в зависимости от 7 изменяется по кривой с максимумом [124]. Экспериментальная проверка [124] подтверждает этот вывод и выявляет одну важную деталь максимальная работа адгезии жидкости к поверхности твердого тела достигается при уж Ткр- Так, максимальную работу адгезии к полиэтилену, поливинилхлориду и поливинилиденхлориду имеет жидкость с 7ж=50—56 мН/м, в то время укр этих полимеров составляет 31, 39 и 40 мН/м. [c.41] Из уравнения (1.13) следует, что W тем выше, чем выше значения ут и у и ниже утж- Увеличение ут, с одной стороны, должно приводить к росту и а, но с другой, — к увеличению тж- Поэтому повышение поверхностного натяжения подложки сопровождается одновременным действием двух противоположных эффектов. Вследствие этого зависимость энергии адгезии от деформации может иметь немонотонный характер. [c.41] Вернуться к основной статье