Адгезионная прочность влияние различных факторо

Выполнен аналитический обзор исследований по проблемам, связанным с оценкой влияния различных факторов на адгезионную прочность полимерных покрытий к металлическому субстрату. [c.7]

Во второй главе обсуждаются результаты аналитического исследования влияния различных факторов на адгезионную прочность материалов композиций в системах металл - стекло - полимер . [c.8]

Влияние различных факторов на величину напряжений, отрывающих покрытие от подложки (начальная адгезионная прочность 9... 17 МПа) [c.12]

Экспериментальная прочность адгезионного сцепления твердых тел зависит от условий изготовления, формирования и разрушения склейки [12, 13], причем влияние различных факторов на адгезию невозможно учесть количественно или полностью исключить, поэтому как сами результаты измерений адгезии, так и истолкование их различными авторами различны [12—15]. В этой связи очевидно, что метод определения адгезии должен удовлетворять следующим требованиям 1) наилучшим образом моделировать реальные условия адгезионного нагружения, [c.299]

От температуры литья непосредственно зависит вязкость расплава и протекание микрореологических процессов при формировании адгезионного контакта. По мере увеличения температуры литья вязкость расплава у больщинства термопластов, как правило, снижается, одновременно интенсифицируются процессы термодеструкции, ведущие к увеличению количества низкомолекулярных продуктов в объеме и снижению когезионной прочности полимера. Поэтому прочность адгезионных соединений в зависимости от температуры литья проходит через максимум, приходящийся на температуру интенсивной деструкции расплава в цилиндре. В табл. 1У.2 влияние различных факторов на прочность литьевого соединения показано на примере соединений полиамид— сталь. [c.120]

При эксплуатации клеевых соединений происходит ухудшение их свойств в результате старения клея и разрушения адгезионных связей. О поведении клеевых соединений под влиянием различных факторов обычно судят, определяя прочность в исходном состоянии и после воздействия этих факторов в процессе эксплуатации. Образцы и методы испытания выбирают таким образом, чтобы имитировать условия эксплуатации клеевых соединений в конструкции, при этом, субстрат должен быть тот же, что и в изделии [141, с. 124]. [c.219]

Этот метод испытания отличается от существующего стандартного тем, что в большинстве случаев его применения разрушение образцов идет по поверхности крепления, а не по резине, т. е. он лучше позволяет определить адгезионные свойства материалов. Новый метод показывает большую воспроизводимость показателей прочности крепления и является более чувствительным, позволяя точнее определить влияние различных факторов на прочность крепления. [c.96]

Было проведено исследование [16] влияния различных факторов на адгезионную прочность фосфатных клеев-цементов на границе раздела фаз (покрытие — подложка) и установлены некоторые общие закономерности, наблюдаемые при нарушении контакта. При исследовании, в частности, зависимости адгезии алюмофосфатных связующих от чистоты обработки соединяемых поверхностей хорошая адгезия достигалась в случае применения полированных подложек. Форма рельефа склеиваемых поверхностей и глубина риски, образующейся при обработке шкуркой, также оказывают существенное влияние на адгезионную прочность. Высокая прочность склеивания наблюдается в случае шероховатости в виде правильных трехгранных пирамидальных выступов, расположенных друг относительно друга ребрами оснований, при этом определяющим фактором является угол наклона граней к основанию. [c.108]

Прочность адгезионного сцепления с твердыми и гладкими поверхностями (стеклами, металлами) зависит от ряда факторов, из которых основным, по нашему мнению, является химическое строение полимера и контактирующей с ним поверхности. Так как влияние различных факторов на адгезию обнаруживается как при образовании, так и при разрушении склеек, то эти факторы будут рассматриваться не в порядке их значимости, а по мере их выявления при образовании адгезионного соединения. [c.187]

Таким образом, мы обнаруживаем близкое сходство и даже полное совпадение некоторых факторов, определяющих адгезионную прочность в совершенно различных случаях. Близкое сходство в поведении адгезивов органической природы и минеральных вяжущих веществ обусловливается не только общностью механизмов проявления адгезионных свойств. Органические адгезивы и минеральные вяжущие вещества — это полимерные материалы [34, 35], и специфика их полимерной природы проявляется как на различных стадиях формирования адгезионных связей, так и в работе адгезионных соединений. В настоящее время, очевидно, может быть развита единая теория адгезии для различных адгезионных систем эта единая теория в значительной степени должна базироваться на представлениях молекулярной теории адгезии. Однако это задача будущего, а в данной монографии авторы делают попытку углубить и расширить некоторые стороны молекулярной теории адгезии полимеров, а также, опираясь на эту теорию и учитывая специфику полимерных адгезивов, наметить основные пути направленного влияния на адгезионную прочность и адгезию полимеров к субстратам различной природы. [c.12]

Опыт показал, что недостаточное понимание процессов, протекающих при образовании адгезионного соединения, не дает возможности получать эффективно работающие клееные узлы различных конструкций. Это заставило выделить вопросы, связанные с формированием клеевых швов, в отдельную главу. Большое внимание уделено также таким чрезвычайно важным, по нашему мнению, вопросам, как концентрация напряжений в клеевых соединениях и необходимость учета их напряженного состояния для правильной оценки прочности соединений. Из-за ограниченности объема не рассматриваются влияние технологических факторов на свойства клеевых соединений и их радиационная стойкость, изложенные в первом издании. [c.6]

В заключение можно сказать, что важность эффектов межфазного расслаивания и отрыва в композиционных материалах очень широко обсуждается в литературе [58—61] и в последующих главах им будет уделено соответствующее внимание. Однако следует помнить, что многие аспекты проблемы граничных явлений все еще находятся на стадии исследований и существуют различные мнения по этим вопросам. Одним из таких примеров служит выявление механизма разрущения композиционных материалов, в которых межфазное расслоение играет большую роль. Некоторые исследователи оспаривают правомерность широко распространенной концепции о межслоевой сдвиговой прочности для характеристики межфазной адгезионной прочности [64—65] и предлагают использовать межфазную энергию разрушения, позволяющую исключить, наряду с другими факторами, влияние геометрической формы и размеров образцов. Сталкиваясь с этими и многими другими еще нерешенными проблемами, необходимо помнить, что межфазные явления, как бы важны они не были, это только один из многих факторов, определяющих физические, механические и прочие свойства композиционных материалов. [c.47]

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]

Учитывая существенное влияние остаточных напряжений на адгезионную прочность, целесообразно более подробно коснуться некоторых основных факторов, влияющих на эти напряжения. Универсальный метод снижения остаточных напряжений заключается в создании условий, обеспечивающих быстрое пререкание релаксационных процессов. Пути создания таких условий могут быть различны и зависят от химического состава и типа полимера. Наиболее распространенные способы снижения остаточных напряжений основаны на ослаблении межмолекулярного взаимодействия между структурными элементами, в частности введением низкомолекулярных пластификаторов. В качестве примера приведем данные [32] о влиянии на остаточные напряжения и адгезионную прочность введения в ПВА структурного пластификатора — трикрезилфосфата (ТКФ) [c.188]

Композиционные материалы — армированные пластики, клеевые соединения, лакокрасочные покрытия и другие гетерогенные полимерные системы — успешно функционируют благодаря достаточным по величине и стабильным во времени адгезионным связям между компонентами. Поэтому понятен интерес к проблеме расчета адгезионных соединений, определения физико-механических характеристик и прогнозирования их при действии эксплуатационных факторов, в том числе длительной нагрузки. Имеется большое число публикаций по этим вопросам, однако в большинстве случаев они посвящены либо только механике соединений, либо только влиянию состава и технологии применения адгезива на свойства систем, а представления о физических основах процесса деформирования и разрушения таких материалов остаются в тени. Среди публикаций практически нет обобщающих работ, в которых эти вопросы рассматривались бы в комплексе и касались бы адгезионных соединений различного назначения. Между тем реакция адгезионных пар в композитах, клееных конструкциях, лакокрасочных покрытиях и т. п. на действие сил разного происхождения весьма схожа. Практически все модельные соединения, применяемые при испытаниях армированных пластиков, клеевых соединений, характеризуются неравномерным распределением напряжений. Вследствие этого определяемая средняя прочность не отражает действительной адгезионной прочности. Помимо всего прочего, это создает искаженное представление об адгезионной способности полимерных систем и механизме адгезионного взаимодействия. Кроме того, в механике к настоящему времени получили развитие расчетные методы, позволяющие оценить напряжения в различных соединениях, их перераспределение вследствие релаксационных процессов, выявить влияние остаточных напряжений. В последнее время для оценки работоспособности [c.5]

Механизм разрушения армированных полимеров представляет собой сложный физико-механический процесс, при изучении которого необходимо учитывать не только характер нагружения, но и совокупное влияние таких факторов, как прочностные и упругие характеристики компонентов, их дисперсия, относительное объемное содержание полимера и армирующего волокна, релаксационные явления в них, прочность адгезионной связи полимера с волокном, технология создания композита (остаточные напряжения и т. п. [18, 28, 224, 225]). Естественно, что для изучения столь сложного явления разрабатывают и применяют различные модели, позволяющие наблюдать или объяснять тот или иной эффект. [c.178]

Исключение роли технологических факторов может быть достигнуто также выражением прочности адгезионных соединений в единицах липкости. Поскольку липкость характеризует мгновенную адгезионную способность, такая оценка не осложнена кинетическим характером формирования систем. Сопоставление значений усилия отслаивания различных липких лент от некоторых полимерных и металлических субстратов с величинами поверхностных энергий адгезивов показало [350], что в области минимальной разности между поверхностными энергиями субстратов и слоев липкости (адгезивов) зависимость сопротивления отслаиванию от Аст описывается прямыми линиями (рис. 31). Этот эффект связывают с минимальной высотой энергетического барьера на границе раздела фаз адгезив-субстрат, обусловливающей максимальную прочность адгезионных соединений при исключении влияния факторов молекулярно-кинетической природы. Аналогичные закономерности экспериментально наблюдались рядом авторов, показавших существование экстремальной зависимости прочности крепления липких лент к различным субстратам от критического поверхностного натяжения последних. Положение максимума отвечает равенству энергетических характеристик элементов систем [351, 352] даже при переменных условиях их разрушения [353], хотя для обычных клеевых соединений, как правило, справедливо условие а, <. Поэтому естественно считать, что этот эффект имеет, по-видимому, общее значение, в чистом виде иллюстрируя роль термодинамики межфазного взаимодействия в процессах образования адгезионных соединений полимеров. [c.80]

Таким образом, природа адгезивов и межфазного взаимодействия, а также внешние факторы (давление, температура и продолжительность процесса) оказывают различное влияние на изменение площади фактического контакта с одной стороны, и прочности адгезионных соединений-с другой. На примере той же модельной системы полиизобутилен-стекло были одновременно изучены временные зависимости обоих этих процессов [631]. Как следует из данных рис. 65, величина Р тр продолжает увеличиваться даже по достижении равновесных значений а . Это наблюдается в широком интервале давлений, свидетельствуя о большем влиянии продолжительности формирования системы на ее прочность, чем величины [c.149]

Результирующее влияние факторов различной природы сказывается на комплексном показателе, характеризующем связь параметров развивающихся процессов с конечной равновесной) прочностью адгезионных соединений,-на усилии, приходящемся на единичную межфазную связь. Закономерно ожидать, что величина прямо определяется коэффициентом упаковки переходных слоев эластомеров, высотой активационных барьеров соответствующих взаимодействий и относительным числом межфазных связей между адгезивом и субстратом. Такая связь, как установлено нами, действительно существует и обнаруживается из данных рис. 80,5, 81,/О и 82,4. [c.163]

Степень влияния различных факторов (вероятность наличия опасного дефекта, изменение фактической скорости деформации, и т.д.) зависит от релаксационного состояния полимера в соединении. При хрупком разрушении прочность соединения увеличивается при уменьшении толщины прослойки -в основном, по-видимому, из-за уменьшения вероятности наличия опасного дефекта. При пластическом — вследствие изменения ее реологических свойств. В первом случае изменение температуры испытаний не оказывает существенного влияния на прочность соединений, во втором случае температура влияет значительно. Разумно предположить, что в промежуточной области, т. е. при вынужденноэластическом характере разрушения адгезионных соединений, прочность не зависит от толщины полимерной прослойки. Последнее может быть не связано с реализацией в этом случае адгезионного вида разрушения соединений, так как независимость прочности от толщины слоя при вынужденно-эластическом характере )азрушения свойственна и для свободных полимерных пленок 48]. [c.47]

За время, прошедшее после выхода в свет первого издания книги, были разработаны и внедрены в промышленность новые синтетические клеи повышенной теплостойкости, вододисперсионные, термоплавкие и др. Интенсивно исследовались вопросы адгезионного взаимодействия, особенности формирования гетерогенных полимерных систем, их напряженное состояние, прочность и стабильность. Получили дальнейшее развитие различные- подходы к механическим свойствам и разрушению полимерных материалов, основанные на кинетической природе прочности. Следует отметить и определенные успехи в теоретическом изучении и практическом использовании различных методов повышения эксплуатационных характеристик клеевых и других адгезионных соединений, особенно основанные на модификации поверхности субстрата низко- и высокомолекулярными веществами. Те из перечисленных вопросов, которые в наибольшей степени связаны с проблемой прочности и долговечности клеевых соединений, подробно рассмотрены во втором издании книги. Однако основной упор делается на рассмотрение длительного влияния различных факторов, действующих на клеевые соединения конструкционных материалов при эксплуатации. Обычно это недостаточно освещается в монографиях, посвященных адгезионным соединениям. [c.6]

Вопросы, связанные с исследованием адгезионной прочности и влиянием различных факторов на величину адгезии, были подробно освещены в наших работах (см., например, [6—10]). Здесь же будет приведен только один график (рис. 4), полученный Ю. А. Горбаткиной и иллюстрирующий взаимосвязь между [c.7]

Первые три фактора связаны с конечной прочностью клеевых соединений в принципе аналогично индивидуальным полимерам, не приведенным в адгезионный контакт. Об этом свидетельствует возможность привлечения для анализа прочности склеек различных температурновременных суперпозиций (например, основанных на известном уравнении Вильямса — Ландела — Ферри) [22], а также аппроксимация обобщенной кривой долговечности адгезионных соединений зависимостью, аналогичной уравнению Журкова, что позволяет осуществлять много-параметровое прогнозирование прочности. Давление контактирования, как следует из реологических данных (см. 1), прямо не связано с прочностью склеек. Действительно, статистический расчет максимального числа молекулярных контактов, основанный на теории взаимодействия эластомеров с твердым телом, показал незначительную зависимость от давления тем не менее этот факт не снижает существенности косвенного влияния давления на прочность адгезионных соединений, например через толщину слоя адгезива с1. [c.25]

Механическая нрочность стеклонластиков и конструкций из них в значительной степени обусловливается прочностью связи полимерного связующего и стекловолокна. Поэтому практически ни в одной области применения стеклопластиков нельзя отвлечься от величины адгезионной прочности между полимерами и волокнами, а также от учета влияния на нее различных факторов. [c.59]

Наиболее явно линейность связи между прочностью адгезионных соединений с поверхностной энергией проявляется для металлов. На рис. 27 приведена такая зависимость для семи металлов, соединенных поливинил-бутиралем. В качестве прочностной характеристики привлечен свободный от влияния технологических факторов условный параметр, характеризующий свойства системы при нулевой толщине адгезива [58]. Авторы [346] распространили предложенный в работе [58] подход на другие металлы, показав, что зависимость, изображенная на рис. 27, распространяется также на 8г, Сё, А1, Zn, Аи, Ag, 1г, Си, Сг, Ре, №. Под действием поверхности субстрата изменяются структурные и прочностные характеристики переходных слоев контактирующих с ним полимеров. Воздействие ориентирующей поверхности прежде всего должно сказываться на степени кристалличности последних и соответственно на величинах их поверхностных энергий. В справедливости такого заключения убеждают данные Шонхор-на [347], измерившего названные характеристики для покрытий полиэтилена, сформированных на различных металлах (табл. 6). [c.78]

Поскольку формирование площади фактического контакта полимеров осуществляется в широком температурном интервале (как правило-без учета температурных переходов), на практике обычно наблюдают экстремальные зависимости прочности адгезионных соединений от температуры, имеющие чисто кинетическую природу. Действительно, при малых скоростях разрушения систем соответствуюшле максимумы вырождаются. Брайт показал возможность совмещения температурных и скоростных зависимостей прочности адгезионных соединений при перемещении первой из них на некоторую постоянную величину [622], т. е. эквивалентность кинетического влияния обоих факторов. Их наложение приводит к неоднозначному характеру температурных зависимостей вследствие одновременного протекания различных процессов. Согласно Гулю [c.142]

Влияние количества наполнителя на механические свойства полимеров широко исследовано, В общем случае модуль эластичности при увеличении наполнения будет постепенно возрастать одновременно должно снижаться удлинение при разрыве. В большинстве случаев увеличивается прочность при разрыве, но эта характеристика зависит от многих факторов, например эффективности взаимодействия между пигментом и связующим. В тех случаях, когда достигается высокая прочность, удлинение имеет низкое значение. Непрерывное возрастание прочности при приближении к КОКП не является, однако, строго обязательным. Не всегда также соблюдается известное положение о том, что адгезия максимальна при наполнении, соответствующем КОКП. Необходимо четко представлять различия между адгезией и адгезионным состоянием (или практической адгезией). Явление адгезия представляет собой сочетание взаимодействия различных факторов, включая механическую адсорбцию, диффузию и электростатическое взаимодействие при этом результаты измерения адгезии могут существенно различаться в зависимо- [c.238]

Подготовка субстратов к склеиванию определяется влиянием шероховатости и химической природы соединяемых поверхностей на прочность и долговечность конечных изделий. Роль первого фактора нередко преувеличивают, полагая [249, 413], что а-цианакрилатные адгезивы непригодны для крепления впитывающих их пористых материалов. Действительно наиболее эффективно соединение гладких поверхностей [414], но вязкость и продолжительность полимеризации данных мономеров нетрудно повысить до пределов, обеспечивающих возможность склеивания и такого субстрата с весьма развитой поверхностью, как древесина. Разрушение конструкций из ели, дуба [297], бука [297, 364] и древесно-волокнистых материалов [415] имеет ярко выраженный когезионный характер. Скорость проникновения этих адгезивов вглубь названных субстратов настолько высока, что ее целесообразно снижать предварительной герметизацией древесины растворами натурального или полихлоропренового эластомеров с добавками изоцианатов. Подобная подготовка позволяет нивелировать различие в прочности адгезионных соединений различных пород древесины, полученных с помощью а-цианакрилатов для изделий из розового и тикового дерева, китайской айвы и сосны сопротивление изгибу составляет 0,12—0,15 МПа [416]. В этой связи показательно, что одна из самых распространенных областей применения а-цианакрилатов — крепление алюминия и его сплавов, оксидный поверхностный слой которых характеризуется, как известно, высокой пористостью. По данным поляризационной ИК-спектроскопии изменение структуры слоя толщиной менее 1 мкм определяет изменение типа молекулярной ориентации молекул адгезивов [309]. В результате этого зашкуривание сплава Д16 хоть и снижает сопротивление сдвигу адгезионных соединений, полученных с помощью [c.113]

Минеральные и синтетические масла используют в качестве базовых компонентов для производства пластичных смазок. Они могут составлять 65—95 % от массы смазки. Для удовлетворения требованиям, предъявляемым к смазкам различного назначения, и по экономическим соображениям применяют масла с различными функциональными свойствами. Некоторые свойства пластичных смазок зависят от типа и вязкости базового масла. Увеличение вязкости снижает потери на испарение и улучшает адгезионные и антикоррозионные свойства, снижает шум и улучшает водостойкость. С другой стороны, увеличение вязкости отрицательно влияет на низкотемпературные свойства и подвижность смазок в устройствах централизованной смазки. Влияние пластичных смазок на уплотняющие материалы (набухание, предел прочности на растяжение) в значительной степени зависит от химического состава базового масла. Стойкость к окислению и температура разложения базового масла являются важнейшими факторами, определяющими максимальную рабочую температуру и срок службы пластичных смазок в подшипниках. Синерезис увеличивается в последовательности ароматическиес нафтеновые< парафиновые масла, причем вначале он понижается, затем снова увеличивается по мере увеличения вязкости. Вид применяемого масла определяет структурную стабильность, вязкостно-температурные характеристики, загущающую способность, способ приготовления и частично затраты на сырье. [c.421]

Таким образом, следует считать, что шероховатость является необходимым, но недостаточным условием получения высокой адгезии металлического покрытия к пластмассе. Надо учитывать влияние на адгезию следующих факторов прочности самой пластмассы, так как разрушение обычно происходит в поверхностном слое пластмассы наличия благоприятных функциональных групп на поверхности присутствия различных промоторов адгезии неорганических, например соединений хрома, и органических, таких, как полярные низкомолекулярные соединения. Кроме того, на адгезию со временем могут оказать отрицательное влияние некоторые вещества, которые, диффундируя к промежуточному слою из глубины пластмассы, разрушают или ослабляют его (например, оксиды азота, если пластмассу травили в азотной кислоте). Существенное влияние имеют природа и условия осаждения металлического покрытия. Благородные металлы (Аи, Ад) образуют слабо связанные с пластмассой покрытия. Медь и никель при больших скоростях осаждения дают прочные сцепления, а при малых — слабо связанные осадки. В итоге можно сказать, что адгезионные и другие физико-мехакическпе свойства металлизированных пластмасс как композицпонного материала зависят от структуры и свойств промежуточного слоя, который играет роль связки. Рен- [c.18]

Итак, воздействие жидких сред на адгезионные соединения может приводить как к разрушению системы, так и к ее упрочнению. Тем не менее в основе сольволитического метода лежит непротиворечивая предпосьшка, состоящая в учете влияния баланса сил адгезии в соединении и когезии в активной жидкости на прочность системы. Действительно, прочностная зависимость водостойкости клеевых соединений удовлетворительно коррелирует с результатами определения долговечности в естественных условиях при комплексном воздействии факторов различной природы [339]. Ряд авторов считает данный подход информативнее обычных деформационных испытаний сухих образцов [340, 341]. [c.78]

В приближении Юнга а может рассматриваться как характеристика способности полимера к смачиванию им поверхности субстрата, а -как фактор, препятствующий этому процессу вследствие сохранения первоначальной формы растекающегося тела. Поэтому между величиной а и эффективностью межфазного взаимодействия должна наблюдаться антибат-ная зависимость при условии превалирующего влияния диффузионного механизма, т. е. при отсутствии заметного активационного барьера на границе раздела фаз при адгезионном контакте. В справедливости такого вывода убеждают результаты изменения сопротивления расслаиванию адгезионных соединений трех эластомеров группы СКН (фракция с минимальным значением молекулярной массы) с полиизобутиленом-35 Н/м для СКН-18 75 Н/м для СКН-26 и 70 Н/м для СКН-40 [16]. Иными словами, по мере снижения прочности адгезионных соединений эти эластомеры располагаются в ряд, точно отвечающий теоретическому. Аналогичный вывод следует из сопоставления значений а различных полимеров с литературными величинами Ррас для адгезионных соединений полиэтилена, полиизобутилена и полиэтилентерефталата. Для полиэтилена (адгезивы-полиизопрен, полибутадиен, полиизопрен, СКС-30 и СКН-40 [516]), полиизобутилена (адгезивы-натуральный каучук, СКС-30, СКН-18, СКН-26 и СКН-40 [568] и полиэтилентерефталата (адгезивы-полиэтилен, поливинилацетат, полиизопрен, СКС-30 и СКН-40 [569]) коэффициенты [c.125]