ИКС-метод исследования отверждения покрытий

В работах [3, 4] исследовано возникновение внутренних напряжений в лаковых покрытиях с помощью оптического метода. Свет пропускался через покрытие, поэтому метод можно было применить для исследования только прозрачных покрытий. Кениг пришел к выводу, что при отверждении покрытие испытывает усадку, которая и является источником внутренних напряжений. [c.138]

Работы по исследованию полимерных покрытий ведутся и в других научных коллективах. Например, в Московском институте электронного машиностроения создан дифференциальный метод определения коэффициентов теплового расширения и теплопроводности полимерных покрытий. Разработанные методы и приборы позволяют определять оптимальные режимы отверждения покрытий, исследовать свойства покрытий в широком интервале температур и оценивать пригодность их для выполнения заданных функций, оценивать долговечность покрытий и, наконец, на основе проведенных исследований намечать пути модифицирования покрытий. Таким образом, эти методы позволяют изучать параметры защитных покрытий, объективно характеризующие именно те их свойства, которые определяют эксплуатационные качества покрытий. [c.4]

В 1940—1943 гг. Кениг опубликовал несколько работ [17—21], посвященных исследованию формирования лаковых покрытий и возникновению в них внутренних напряжений. Он использовал оптический метод исследования напряжений в покрытии. Свет пропускался через покрытие, поэтому метод мог применяться при исследовании только прозрачных покрытий. Кениг пришел к выводу, что при отверждении покрытие испытывает усадку, которая и является источником внутренних напряжений.. [c.6]

Внутренние напряжения не являются физической характеристикой покрытия. Величина внутренних напряжений определяется несколькими физико-химическими и механическими показателями материала покрытия и подложки и режимом отверждения покрытия. В связи с этим представляют интерес аналитические методы исследования внутренних напряжений для выявления роли отдельных параметров покрытия, определяющих величину внутренних напряжений. [c.31]

В работах [74, 75] использован термомеханический метод исследования структурно-механических свойств лакокрасочных покрытий на основе алкидной, алкидно-мел-аминовой, меламино-формальдегидной и других смол после отверждения и в процессе последующего старения. [c.48]

Эти выводы подтверждают данные по исследованию кинетики формирования покрытий методом ИК-спектроскопии. При толщине пленки 10 мкм процесс формирования покрытий, контролируемый по времени исчезновения полосы поглощения двойных связей в области 1660—1640 см , заканчивается при облучении в течение 30 с. С увеличением толщины пленки до 60 мкм процесс полимеризации заверщается через 2 мин. Большинство физико-механических показателей для покрытий из всех исследованных систем при толщине пленки 60 мкм достигает максимального значения после 3 мин облучения. Об этом свидетельствуют данные об изменении внутренних напряжений, адгезии и прочности при ударе в процессе формирования покрытий. Кривые были построены по среднестатистическим данным при доверительной вероятности 0,95 и числе степеней свободы 6 с относительной ошибкой 7—15% и вариационным коэффициентом 3—6% , При оптимальных условиях отверждения покрытия обнаруживают высокую адгезию к металлу, обусловленную интенсивным протеканием в системе релаксационных процессов и малыми внутренними напряжениями. [c.191]

С учетом этого для изучения процесса формирования полимерных покрытий применяют различные химические и физические методы, позволяющие исследовать кинетику структурных превращений на молекулярном и надмолекулярном уровнях [1, 64]. Однако при исследовании процесса формирования покрытий необходимо учитывать специфику структурообразования в тонких пленках и влияние на процесс полимеризации и кинетику структурных превращений природы подл )жки. Технологические стандартизованные методы определения степени высыхания лакокрасочных материалов, предусматривающие высыхание от пыли , на отлип , полное высыхание [132], являются визуальными методами, не пригодными для исследования степени завершенности и кинетики процесса формирования. В лакокрасочной промышленности для контроля процесса формирования покрытий используется также показатель твердости [133], а для оценки степени отверждения покрытий-содержание в пленке золь-тель-фракции. [c.121]

Для анализа процесса отверждения олигомерных систем применяются методы, отличные от методов исследования линейной полимеризации и формирования покрытий из растворов и дисперсий полимеров. Сущность химических методов сводится к исследованию кинетики трехмерной полимеризации. Рассмотрение этих методов и оценка их пригодности для анализа кинетики трехмерной полимеризации приведены в работах А. А. Берлина, Возможности методов, основанных на регистрации числа функциональных групп, участвующих в процессе полимеризации, рассмотрены на основе большого экспериментального материала и теоретического анализа процесса полимеризации олигоэфиракрилатов, Нерастворимость трехмерных полимеров в любых растворителях делает невозможны.м использование вискозиметрических методов, а также затрудняет применение и значительно снижает точность других методов, используемых для анализа линейной полимеризации дилатометрических, гравиметрических, диэлектрических. [c.122]

При исследовании зависимости структуры отвержденных покрытий от природы подложки и условий формирования широкое применение нашел метод углеродных реплик с предварительным кислородны.м травлением образцов. Без предварительного травления этим методом невозможно четкое выявление структуры, что обусловлено отсутствие.м достаточной рельефности поверхности из-за наличия наряду с плотными упорядоченными структурными элемента.ми окружающих их менее организованных низкомолекулярных фракций. В то же время методом ультразвукового диспергирования, а также методом срезов с блоков и покрытий удалось выявить структуру без травления образцов из-за большей плотности надмолекулярных структур по сравнению с фракциями, расположенны.ми. между ни.ми. При последующем кислородном травлении срезов размер и характер глобулярных структур не изменялся, что позволяло выявить их более четко. С учетом этого можно было ожидать, что проведение полимеризации под пучком электронного микроскопа позволит выявить отдельные стадии формирования надмолекулярных структур. [c.138]

Изложенные в книге методы изучения покрытий позволяют исследовать процессы отверждения и определять оптимальные режимы формирования покрытий, исследовать их свойства в широком интервале температур и оценивать пригодность для выполнения, заданных функций, прогнозировать долговечность покрытий и, наконец, на основе исследований намечать рациональные пути их модифицирования. [c.6]

Консольным методом исследовались действительные внутренние напряжения в покрытиях различной толщин . Результаты исследований представлены на рис. 1.34 (кривые 2, 3). Видно, что действительные внутренние напряжения начинают расти через 4—5 ч после начала отверждения и к концу отверждения составляют 0,5—0,6 МПа. Действительные внутренние напряжения оказались на порядок меньше предельных. Из полученных данных следует, что, несмотря на интенсивное развитие релаксационных процессов в покрытиях на стадии роста внутренних напряжений, последние от толщины покрытия не зависят. [c.45]

Термо механический метод позволяет получить значительную информацию о процессах структурообразования, происходящих в покрытиях при их отверждении и последующем старении, по применение его для исследования полимерных и лакокрасочных покрытий исчерпывается несколькими указанными выше работами. [c.48]

Исследование кинетики отверждения ненасыщенных олигоэфиров методом ИК-сиектроскопии показало, что процесс полимеризации в таких системах при 20 °С заканчивается через 4—5 ч с использованием 50—60% двойных связей, а при 80 °С — через 40— 60 мин с участием 80—90% двойных связей. Казалось бы, что при значительном использовании двойных связей на начальной стадии отверждения процесс формирования трехмерной сетчатой структуры находится на стадии завершения, а покрытия и пленки должны характеризоваться наиболее высокими физико-механическими показателями. [c.136]

Электрические методы нашли широкое применение не только при исследовании пленкообразователей, процессов отверждения и свойств сформированных покрытий, но и при разработке рецептур пигментированных материалов. [c.114]

Следует отметить, что при оценке глубины протекания процессов при формировании покрытий по их твердости необходимо учитывать особенности отверждения различных слоев покрытий в зависимости от химической природы олигомерной композиции [134]. При исследовании твердости полиэфирных покрытий установлено [26], что их твердость достигает предельного значения задолго до окончания процесса формирования покрытий вследствие большей скорости удаления растворителя и протекания окислительных процессов в поверхностном слое. В противоположность этому при формировании покрытий на основе ненасыщенных олигоэфиров, процесс полимеризации которых ингибируется кислородом воздуха, возможно более медленное нарастание твердости поверхностных слоев по сравнению с твердостью покрытия в целом. Кроме того, метод измерения твердости не позволяет контролировать начальную стадию процесса. Этот метод в сочетании с другими методами может быть применен лишь для получения относительных данных [c.121]

К настоящему времени проведено достаточно много независимых исследований, свидетельствующих, что в клеевом шве, полимерном покрытии, матрице композиционных материалов характеристики полимерной прослойки существенно различаются по толщине. Слои, непосредственно прилегающие к субстрату, так называемые пограничные слои, по ряду свойств как физико-химических, так и механических отличаются от средней части полимерной прослойки. В этом разделе сделана попытка систематизировать эти данные с тем, чтобы при изложении методов расчета использование способов, основанных на учете специфических свойств пограничных слоев, опиралось на экспериментальную базу. Поверхность субстрата может изменять состав или структуру пограничных слоев полимера. Изменение состава мол ет происходить из-за различия сродства компонентов адгезива (смолы, растворителя, отвердителя и др.) к субстрату. Структура клея, покрытия и т. п. на границе раздела может меняться в силу ориентирующего, энтропийного или энергетического действия субстрата. Все эти процессы протекают в основном до тех пор, пока компоненты адгезива сохраняют большую подвижность, т. е. до гелеобразования и отверждения при уходе растворителей, поликонденсации и др. В процессе отверждения полимерных прослоек в них возникают остаточные напряжения как при уходе растворителя или химической [c.82]

Проводятся исследования в области радиационного отверждения покрытий [128, 129]. Указанный метод обеспечивает множество преимуществ по сравнению с обычными способами отверждения значительно сокращает время отверждения (до 0,1 сек), дает большой экономический эффект, позволяет уменьшить во много раз производственные площади, обрабатывать теплочувствительные материалы и использовать покрывные композиции на основе мономеров, а также без растворителей и т. д. Получаемые таким образом покрытия характеризуются более высокой температурой размягчения, большей плотностью, повышенной химической стойкостью, более низкими диэлектрическими потерями при высоких темиературах, лучшей адгезией к различным материалам. Фирмой Dynami In . разработано промышленное оборудование для отверждения этим методом пленок толщиной от 0,01 до 3,2 мм. Производительность установки более >1 100 м ч пленки, а стоимость ее составляет 60% стоимости о борудования для т орячей сушки эквивалентной производительности. [c.455]

В технологической практике в процессе отверждения покрытий контролируются такие показатели, как высыхание от пыли , высыхание на отлип или полное высыхание . Как правило, эти показатели определяются методами, которые для исследовательских целей непригодны. Из всех методов, используемых для определения степени отверждения покрытий, вероятно, наиболее достоверные результаты дает метод измерения с помощью маятникового твердомера и метод определения вязкости пленки в процессе отверждения [23]. Однако, и такой подход к изучению отверждения покрытий по существу повторяет ошибки, допущенные Ь ранних работах по исследованию полимеров и их растворов, в которых механические свойства оценивались одним параметром — вязкостью. При сравнительно небольших деформациях свойства растворов и полимеров охарактеризовать только вязкостью невозможно, так как в этих системах при наложении напряжений наряду с вязкой развиваются мгновенные упругие и высокоэластические деформации. Исключение составляют хрупкие полимеры и разбавленные студни, которые подчиняются закону Гука [14]. [c.170]

В работах [30, 31] термомеханическим методом исследован процесс отверждения фенолоформальдегид-ных и эпоксидных смол, которые широко применяются для изготовления лаков и красок. В работах [32, 33] этим методом исследованы структурно-механические свойства лакокрасочных покрытий после отверждения и в процессе старения. Изучались лакокрасочные покрытия на основе алкидной, алкидномеламиновой, меламиноформальдегидной и других смол. [c.171]

В технологической практике в процессе отверждения покрытий контролируются такие показатели, как высыхание от ныли , высыхание на отлип или полное высыхание . Как правило, эти показатели определяются методами [14, 47—49], которые для исследовательских целей непригодны. Из всех методов, используюш,ихся для определения степени отверждения покрытий, вероятно, наиболее строгим следует считать маятниковый твердомер [11] и метод определения вязкости пленки в процессе отверждения [50]. Однако и такой подход к изучению отверждения покрытий по суш,еству повторяет ошибки, допущенные в ранних работах по исследованию полимеров и их растворов, в которых механические свойства оценивались одним параметром — вязкостью. [c.47]

Особенность полимерных покрытий состоит в том, что они формируются в виде сравнительно тонких пленок на подложках с хорошей адгезией. Процесс формирования покрытий из ненасыщенных олигоэфиров, как и из других олигомерных систем, связан с адсорбционным взаимодействием пленкообразующего с подложкой и образованием ориентированных структурных элементов в пограничном слое до начала полимеризации [26]. Это приводит к торможению релаксационных процессов и к возникновению при формировании покрытий значительных внутренних напряжений, являющихся мерой незавершенности релаксационных процессов в системе. В связи с этим исследование кинетики нарастания и релаксации внут]эенних напряжений на различных этапах отверждения покрытий позволяет исследовать механизм их формирования, а сопоставление величины внутренних напряжений и кинетики их изменения с реологическими, физико-механическими и теплофизическими свойствами и характером структурных преврашений дает возможность разработать пути их регулирования. Для исследования внутренних напряжений в полимерных покрытиях широкое применение нашел поляризационно-оптический метод. Этот метод характеризуется высокой точностью, возможностью применения его для оценки зависимости внутренних напряжений в подложке на границе с пленкой (и в пленке на границе с подложкой) от различных физико-химических факторов строения олигомерного блока, природы функциональных групп, толщины пленки, концентрации раствора, вида подложки, условий нанесения и отверждения и других факторов. [c.128]

Интересные данные были получены при изучении структуры отвержденных пленок, подвергающихся воздействию факторов, характерных для условий работы подземных теплопроводов, вызывающих старение защитных покрытий. Исследования проводились на электронном микроскопе УЭМВ-ЮОК (модель ЭММА-2) методом угольно-платиновых [c.59]

Как видно из изложенного, вопросы, связанные с возникновением внутренних напряжений, изучены в основном применительно к армированным пластикам и покрытиям, но совершенно ясно, что они возникают и при наполнении полимеров дисперсными наполнителями. Однако в этом случае их определение и оценка вклада в механические свойства сильно затруднены. Очень интересна развитая в работе [346] методика, согласно которой метод квадруполь-ного ядерного резананса используется для определения внутренних напряжений, развивающихся в смолах при их отверждении. Этим методом были исследованы внутренние напряжения, возникающие при отверждении эпоксидной смолы, в которую было введено более 25% двуокиси меди. Полученные результаты показали возможность применения предложенной методики. Однако в дальнейшем она не получила распространения. Это связано, очевидно, с тем, что на практике трудно создать условия, при которых не происходило бы взаимодействия частиц вводимых соединений со смолами. Кроме того, даже при отсутствии взаимодействия из-за наличия границы раздела фаз в системе возникают напряжения, отличающиеся от тех, которые возникли бы при таких же условиях отверждения в блоке в отсутствие посторонних частиц. Этот метод, очевидно, мог бы быть применен для определения напряжений только в таких наполненных системах, в которых наполнитель содержит в своем составе достаточное количество атомов, ядра которых могут проявлять квадрупольный резонанс. Более перспективным является метод оценки внутренних напряжений на основании рентгенографических исследований наполненных полимеров, содержащих кристаллический наполнитель, по сдвигу интерференционных линий на рентгенограммах [347]. [c.182]

Как видно из рис. 12, значение = О °С у незатвердевшего образца НТ435 благоприятно для стабильности системы при хранении в обычных условиях (практически сшивания не про-исходит), что обеспечивает низкое значение модуля, необходимое для качественного нанесения адгезивного покрытия при 25 °С и выше. В дополнение к оценке следует указывать оптимальную схему отверждения, при которой весь процесс осуш,ествляется при температурах ниже температуры деструкции образцов (Г = 200 °С). Итак, на основании рассмотрения целого ряда взаимосвязанных хемореологических характеристик термореактивных адгезивов можно рекомендовать оптимальные условия их хранения, нанесения и отверждения. На основании изучения хемореологических характеристик системы может быть-частично подавлен (за счет выбора продолжительности отверждения, температуры и давления в процессе реакции) нежелательный процесс кавитации и образования пустот. Основная особенность процесса отверждения смолы — изменение Т д до (Т )г со — показана на рис. 13 в виде серии теоретических кривых, которые хорошо согласуются с экспериментальными данными, полученными методами ДСК и ТМА. Оба исследованных адгезива после отверждения при температуре Т )г=и, > 185 С становятся по своим свойствам совершенно эквивалентными. [c.97]

Исследована возможность использования оптического интерференционного микрометода для исследования диффузии органических кислот в отвержденные эпоксидные смолы. Показано, что метод позволяет получить комплекс важных характеристик процесса взаимодействия агрессивной среды с противокоррозионным полимерныгл покрытием профиль распределения концентрации агрессивной среды в полимере, равновесную степень набухания, концентрационную зависимость коэффициента диффузии, а также качественную информацию [c.147]

Для изучения структуры сформированных покрытий в зависимости от условий полимеризации и природы подложки применялся метод углеродных реплик с предварительным кислородным травлением образцов [32, 95]. Без травления структура их четко не выявлялась, что обусловлено отсутствием достаточной рельефности поверхности из-за наличия наряду с более плотными упорядочеи-ны.ми структурами менее организованных низкомолекулярных фракций. Методом срезов с блоков и покрытий удалось выявить их структуру без травления образцов из-за большей плотности надмолекулярных структур по сравнению с фракциями, расположенными между ними (рис, 3.11). Последующее кислородное травление этих срезов не изменяло размера и характера глобулярных структур и позволяло выявить их более четко (рис. 3.11, в, г). При сравнении структуры, полученной методом реплик и срезов, оказалось, что методом реплик выявляются более сложные вторичные надмолекулярные образования, состоящие из структурных элементов значительно меньшего размера, обнаруживающихся при разрушении таких структур при изготовлении срезов. С учетом этого для исследования структурных превращений в процессе полимеризации были приготовлены пленки из олигомеров толщиной 10—50 нм. Методика получения образцов заключалась в следующем [37]. В углубление диаметром 3—5 мм на предметном стекле наносилась капля раствора полиэфирной смолы в ацетоне концентрацией от 9 до 75%, затем с помощью пипетки в каплю вдувался пузырек воздуха. Сеточка объектодержателя с коллодиевой пленкой-подложкой прикасалась к поверхности образца. В результате соприкосновения пузырек разрывался и на пленке-подложке оставался тонкий слой раствора. Препарат сразу же просматривался под электронным микроскопом, так как избыток ацетона быстро удалялся из тонкой пленки. Предварительно было установлено, что процесс формирования пленок из растворов ненасыщенных полиэфиров при 20 °С заканчивается в течение нескольких суток, а более 70% двойных связей стирола и ненасыщенного полиэфира расходуется в течение 4—6 ч. С повышением температуры отверждения до 80 °С более 90% двойных связей используется в течение 40—60 мин. Процесс полимеризации значительно ускоряется при [c.139]

Недавно был исследован материал, в состав которого входят графитовая ткань, карбид кремния и фенолсилановая смола мон-санто марки 5С1013. Графитовую ткань пропитывали смесью, состоящей из смолы и карбида кремния в соотношении 60 40 количество пропитывающей смолы составляло 45 вес. %. Пропитанная ткань была наложена на обтекатель вручную. Отверждение осуществлялось на месте вакуумным методом с помощью эластичного мешка при 135—177 в течение 3 ч, после чего следовало дополнительное отверждение в течение 24 ч при 177 °С. Обтекатель с защитным покрытием подвергали затем испытанию на абляцию. Испытания показали, что покрытие пригодно для защиты обтекателя от тепловых ударов. [c.233]