ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Способы оценки собственно адгезии из "Адгезионная прочность" Приведенные выше данные отражают влияние межфазных связей на адгезионную прочность, однако они не позволяют оценить собственно адгезию — ту часть работы, которая затрачивается на разрыв межфазных связей. Собственно адгезия (или истинная адгезия, истинная адгезионная прочность) могла бы служить более корректной характеристикой прочностных свойств адгезионных соединений, так как на нее не оказывают влияния различные побочные факторы — размеры и формы образцов, остаточные напряжения, деформационная слагаемая. Особенно велико влияние деформационной слагаемой. Поэтому для оценки собственно адгезии необходимо уметь определять деформационную слагаемую. [c.45] Зависимость адгезионной прочности при отслаивании (А ) фольги в системе фольга — стеклопластик от толщины стеклопластика. [c.46] При измерении адгезионной прочности этим методом (так же, как и при других деструктивных методах измерения адгезионной прочности) имеет место деформация полимера, в данном случае — пленки покрытия. В этом нетрудно убедиться путем анализа диаграммы усилия вырыва, записанной на безынерционном динамометре фирмы Инстрон (рис. 1.13). Обращает на себя внимание характерная особенность этой диаграммы — наличие ярко выраженного снижения усилия после достижения максимума и последующий повторный подъем усилия вырыва. В том случае, когда на стержне отсутствует пленка покрытия, диаграмма вырыва из блока имеет иной вид (рис. 1.13,6). После разру-щения адгезионного соединения (рис. 1.13,6 точка А) усилие снижается до точки Б, а затем на участке БВ остается постоянным благодаря действию силы трения. Подобный же вид имеет диаграмма вырыва для системы связующее— стекловолокно (рис. 1.14). [c.48] Радиальные напряжения, которые возникают в блоке эпоксидной смолы на стержне, значительно больше, чем в пленке, поскольку диаметр блока и толщина слоя компаунда на стержне значительно превосходит толщину пленки покрытия. Следовательно, основной вклад в контактное давление вносят радиальные напряжения в блоке эпоксидной смолы. Вполне логично заключить, что эти напряжения, оказывая влияние на силу трения, тем самым вносят вклад в адгезионную прочность. Представлялось интересным измерить силу трения, вызванную действием контактного давления. Для этой цели были изготовлены несколько видоизмененные образцы. Один из концов стержня, выступающий из блока, освобождали от пленки покрытия путем обработки растворителем, а с другой стороны блока производили кольцевую зачистку. При измерении усилия сдвига стержня относительно пленки покрытия после разрушения адгезионной связи оказалось, что сила трения сравнительно невелика и составляет 2—3 МПа, что на порядок ниже значения адгезионной прочности, т. е. первоначального усилия сдвига стержня (рис. 1.16). [c.50] можно изменять уровень остаточных напряжений, возникающих при отверждении. На рис. 1.17 показана зависимость остаточных напряжений в слое эпоксидной смолы от температуры отверждения. В данном случае речь идет о нормальных остаточных напряжениях, равномерно распределенных по сечению пленки покрытия. Однако несомненно, что если повыщение температуры отверждения вызывает рост нормальных напряжений в пленке покрытия на плоской подложке, то радиальные напряжения в слое эпоксидного компаунда на стержне также при этом должны возрасти. Следовательно, должно возрасти и контактное давление и, следовательно, усилие вырыва стерлсня из блока. Однако экспериментальные данные (см. рис. 1.16) показывают, что ни адгезионная прочность, измеренная по усилию вырыва, ни сила трения не зависят от температуры отверждения блока эпоксидного компаунда. Этот несколько неожиданный результат обусловлен, очевидно, тем, что пленка покрытия оказывает демпфирующее влияние и нивелирует различия в контактном давлении блока эпоксидного компаунда на стержень. [c.51] Заслуживает внимание предложенный в [153, 154] условный параметр, характеризующий адгезионную прочность при нулевой толщине слоя или блока полимера. Эту характеристику получают экстраполяцией линейной зависимости адгезионной прочности от толщины слоя полимера к нулевому значению толщины. Полученные при этом значения адгезионной прочности не содержат деформационной слагаемой и, по-видимому, могут в ряде случаев достаточно точно характеризовать собственно адгезию. [c.53] Температура испытания также оказывает влияние на характер зависимости адгезионной прочности от толщины [155]. Если при повышении температуры меняется характер разрушения полимера (например, хрупкий разрыв сменяется высокоэластичным), то характер зависимости адгезионной прочности от толщины слоя адгезива при этом также меняется. Таким образом, предложенный в [153, 154] параметр, характеризующий адгезионную прочность при нулевой толщине слоя адгезива, имеет, по-видимому, весьма ограниченную применимость. Тем не менее в тех случаях, когда экстраполяция адгезионной прочности к нулевой толщине адгезива возможна, целесообразность такой операции несомненна. [c.54] Попытки более корректной оценки адгезионной прочности содержатся и в других работах. Так, в [173] сделана попытка учесть влияние на адгезионную прочность остаточных напряжений в системе полимер — волокно. [c.54] Уравнением (118) можно воспользоваться для определения ут по известным значениям поверхностного натяжения жидкостей и угла смачивания. Для этого применяют несколько жидкостей и, зная у1 и у и определив os 0, решают систему уравнений типа (1.18), что дает возможность определить ут(ут, Тт) [156, 157]. [c.55] Следовательно, определив поверхностное натяжение адгезива и подложки, можно рассчитать термодинамическую работу адгезии по уравнению (1-19). Таким способом были определены значения для систем эластичный адгезив (бутадиен-стирольный сополимер) — пленки полиамида, целлофана, полиэтилена и др. [134]. Как и следовало ожидать, значения W a оказались невысоки — около 50—70 м /Дж. Однако несмотря на сушественное различие собственно адгезии и адгезионной прочности, имеет место четкая корреляция с увеличением термодинамической работы адгезии возрастает и адгезионная прочность. [c.55] Имеются попытки расчета и прямого измерения межфазных молекулярных сил. Эту задачу пытались решить Де-Бур и Гамакер [158]. Рассматривая взаимодействие двух шаров, шара с плоскостью и двух плоскостей, Гамакер рассчитал энергию взаимодействия как интеграл парных молекулярных взаимодействий по элементам объема этих тел, учитывая важнейшее свойство дисперсионных сил — их аддитивность. Оказалось, что и в первом, и во втором случае сила взаимодействия обратно пропорциональна второй степени расстояния между объектами, а в третьем случае (плоскость — плоскость) — третьей степени. Однако при расчете дисперсионных сил на расстояниях порядка 1000 А необходимо учитывать эффект электромагнитного запаздывания , вызванный конечностью скорости распространения электромагнитных волн. С учетом этого эффекта показатель степени при величине г в расчетах Гамакера должен быть повышен на порядок. [c.56] Вернуться к основной статье