ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прочностные и адгезионные свойства пленок полимеров, деформированных совместно с подложками из "Адгезионная прочность" Обращает на себя внимание различный характер полученных закономерностей (рис. 3.11, 3.12). В одних случаях растяжение системы подложка—покрытие сопровождается ростом прочности пленок. В других случаях прочность пленок при растяжении системы подложка — покрытие меняется незначительно. И, наконец, в некоторых случаях растяжение системы подложка— покрытие приводит к снижению прочности пленок. Различный характер влияния растяжения системы подложка—покрытие на механические свойства пленок связан, по-видимому, с различной химической структурой полимеров и различными механизмами деформации. [c.143] Недостаточно высокая адгезия в системе может привести в процессе растяжения к появлению местных от-слоеный. Зафиксировать появление микрополостей т границе раздела можно электрическим способом возникновение микрополости должно приводить к уменьшению емкости системы. Как видно из данных, приведенных на рис. 3.14 [62], зависимости относительной емкости образцов от деформации системы подложка— покрытие для ПЭГ и ПВА существенно различаются. Если растяжение до 2Ъ% не снижает емкости системы медь — ПЭГ, то в случае системы медь — ПВА при растяжении уже на 10% наблюдается значительное снижение емкости. [c.145] Важное значение должна иметь химическая природа полимера, наличие или отсутствие пространственной сетки. У образцов с разветвленной пространственной сеткой, затрудняющей ориентационные эффекты, повышение скорости деформирования должно привести к повышению роли деструктивных процессов. Наоборот, у образцов с менее разветвленной пространственной сеткой и особенно у образцов, содержащих линейные фрагменты, при повышении скорости деформирования можно ожидать снижения роли деструктивных процессов и соответственно повышения вклада ориентационных. Таким образом, согласно современным представлениям о механизме деформации полимеров, ориентационные процессы зависят не только от степени вытяжки, но также от скорости и температуры [63—65]. Это положение с полным основанием можно применить и к процессу деформации адгезионных соединений. В связи с этим представлялось важным выяснить, как влияют температура и скорость деформации на поведение системы подложка—покрытие. [c.146] Как следует из данных, приведенных на рис. 3.15 и 3.16, температура деформации системы подложка—покрытие оказывает влияние на коэффициент упрочнения полиэфиримидной пленки. Рост Кк при повышении температуры деформации оказывается весьма существенным. К сожалению, более подробное изучение зависимости Кш от температуры затруднено из-за разрыва подложки — медной проволоки. При повыщенной температуре разрыв меди наблюдается уже при удлинении 25— 30%. [c.147] Зависимость сопротивления разрыву пленок ПВА до (1) и после отжига (2) от быстрой деформации адгезионного соединения. [c.149] Интересно сравнить значения задержанных усадок пленок, деформированных в различных режимах. Как следует из данных, приведенных на рис- 3.18, у образцов ПЭИ и ПЭГ при ударной деформации задержанная усадка больще, чем при медленной деформации, в то время как у ПВА — меньше. [c.149] Влияние адгезии на деформацию пленок совместно с подложками можно объяснить следующим образом. Пока уровень адгезии недостаточно высо1К, достижение предела вынужденной эластичности при совместной деформации пленки с подложкой сопровождается деструктивными процессами — отрывом участков пленки от подложки. Чем выше адгезия, тем слабее выражены эти процессы, и после достижения определенного значения адгезия перестает быть лимитирующим фактором. [c.151] В ПОЛНОМ смысле слова является вынужденной , так как ее возникновение обусловлено наличием подложки, связанной с пленкой адгезионными силами. Именно адгезионная связь с подложкой и вынуждает пленку проявлять эффект ВВЭД. [c.152] Таким образом, такой сшитый полимер с развитой сеткой пространственных связей, как компаунд на основе диановой смолы и ангидридного отвердителя, проявляет в адгезионно-связанном состоянии способность к большим деформациям. [c.153] Недавно в работе Кипнис [66] было показано, что пленки полимеров, применяемые для нанесения на жесть надписей и рисунков, имея в свободном состоянии разрывное удлинение 3—совместно с подложкой могут быть деформированы на 80—200%. На этом основано применение в полиграфическом производстве штамповки жести с полиграфическим отпечатком. Таким образом, обнаруженное и изученное нами [26—32, 96] явление аномально высокой деформации совместно с подложкой жестких сшитых полимеров, применяемых для производства эмальпроводов, имеет достаточно универсальный характер и проявляется в других адгезионных системах. [c.153] Несомненный практический и научный интерес имеет зависимость адгезионной прочности от предварительной деформации адгезионного соединения. Экспериментально показано, что зависимость адгезионной прочности от деформации системы стержень—покрытие имеет сложный характер. Оказалось, что адгезионная прочность, измеренная методом вырыва (см. гл. 1), в зависимости от деформации меняется сложным образом, причем для разных систем зависимость имеет различный вид (рис. 3.22, 3.23). [c.154] Представлялось интересным выяснить влияние скорости деформирования на адгезионную прочность. Если верно предположение о том, что одна из причин деформационной зависимости адгезионной прочности в изучаемых системах — деформационная зависимость прочности пленок, то следовало ожидать симбатного влияния ударной деформации на адгезионную прочность и на механические свойства пленок. Действительно, оказа-лость, что в случае образцов ПЭИ и ПЭГ, для которых ударная деформация приводила к усилению эффекта упрочнения, адгезионная прочность не уступала прочности образцов, растянутых медленно, и даже несколько ее превосходила (рис. 3.26,а,б). У образца ПВА, ударная деформация которого приводит к снижению прочности пленок, наблюдается уменьшение и адгезионной прочности (рис. 3.27). Оказалось, что как и механическая прочность пленок, их адгезионная прочность в случае ПВА может быть повышена путем кратковременного прогрева (рис. 3.28). [c.157] При разрушении полимеров перерывы в действии нагрузки оказывают различное влияние. Иногда отдых способствует залечиванию дефектов и повышает работоспособность материала [68—71]. Однако иногда отдых приводит, наоборот, к снижению долговечности образцов [72]. Причина этого заключается в том, что в процессе действия нагрузки структура полимера меняется вследствие вытяжки и ориентации, как бы приспосабливаясь к новым условиям и облегчая пребывание материала в нагруженном состоянии. Если же этот процесс прервать, то структура материала будет вновь перестраиваться, возвращаясь в исходное состояние. В результате долговечность материала будет меньше. Предстояло установить, как будут вести себя адгезионные системы, в которых процесс разрушения (например, расслаивания) будет чередоваться с действием нагрузки, несколько меньшей разрушающей. Опыты проводили следующим образом. Процесс отслаивания фольги от пленки (под углом 180°) прерывали, не вынимая образец из держателей силоизмерительного устройства. При этом нагрузка на образец несколько снижалась за счет релаксации, а затем стабилизировалась и достаточно долго оставалась постоянной, составляя 70—80% от усилия отслаивания. Вторую группу образцов после остановки машины вынимали из держателей, и образцы отдыхали без нагрузки. Затем обе группы образцов снова подвегали испытаниям. [c.158] Положительное влияние механических воздействий, предшествующих разрушению клеевого соединения, отмечено также в работе [76]. Авторы объясняют этот эффект развитием ориентационных процессов. Таким образом, наблюдаемое нами явлен-ие представляется достаточно общим и свидетельствует о том, что локальные эффекты ориентации полимера, происходящие в зоне контакта полимера с подложкой, оказывают существенное влияние на адгезионную прочность. [c.160] Несомненно, рассмотренные эффекты должны оказать влияние и на характер разрушения адгезионных соединений. Ориентационное упрочнение полимера при механическом нагружении адгезионного соединения приводит к тому, что разрушение происходит за пределами ориентированного слоя и имеет, таким образом, когезионный характер. Визуально такое разрушение может иметь вид адгезионного, отя в действительности на поверхности подложки после разрушения соединения находится тончайший слой полимера. По-видимому, это обстоятельство связано с тем, что толщина слоя полимера, упрочняющегося при нагружении адгезионного соединения за счет ориентации, мала. Таким образом, причиной когезионного разрушения адгезионных соединений могут являться особенности деформационно-прочностных свойств полимера в адгезионном соединении. Разумеется, процесс ориентационного упрочнения полимера в нагруженном адгезионном соединении имеет релаксационную природу и зависит не только от структуры полимера и энергия возникших межфазных связей, но в значительной степени определяется кинетическими параметрами. Именно поэтому характер разрушения адгезионных соединений очень часто меняется при изменении скорости процесса разрушения. Рост скорости, как правило, приводит к переходу когезионного разрушения в смешанное, а затем в адгезионное. [c.160] Вернуться к основной статье