Характер разрушения клеевых соединений

ХАРАКТЕР РАЗРУШЕНИЯ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ [c.78]

Характер разрушения клеевого соединения может изменяться в процессе его эксплуатации. Например, если применяют клей холодного отверждения, то в первое время соединение может разрушаться по клею. В дальнейшем, в процессе доотверждения, когезионная прочность клея может превысить прочность склеиваемых материалов, что приводит к разрушению по материалу. Если клеевое соединение эксплуатируют в условиях, в которых может происходить деструкция клея или его утомление, то характер разрушения клеевого соединения также изменяется — разрушение будет проходить по клею, причем прочность будет ниже исходной. [c.81]

На характере разрушения клеевых соединений отражается продолжительность и скорость приложения нагрузки. При быстром приложении нагрузки клеевые соединения на основе резиновых и некоторых других эластичных клеев разрушаются по адгезионному механизму. Это обусловлено тем, что если нагрузка прилагается с большой скоростью и кратковременно, то эластомеры работают как упругое тело, и наиболее слабыми оказываются адгезионные связи. В то же время при медленном росте или постоянстве нагрузки подобные клеи склонны к ползучести, которая обусловлена повышенной деформируемостью эластомеров. В этих условиях длительная прочность полимера может оказаться ниже длительной адгезионной прочности, и разрушение будет происходить по клею и иметь когезионный характер. Это обстоятельство часто препятствует использованию каучуковых клеев в качестве конструкционных. [c.81]

Сравнивая прочность и характер разрушения клеевых соединений фторопластовой пленки, обработанной различными способами в различных условиях, следует отметить, что лучшие показатели имеют соединения, изготовленные с применением пленки, поверхность которой обработана уксуснокислым калием или тлеющим разрядом (табл. 4.9) [149, с. 131]. [c.167]

Характер разрушения клеевых соединений после циклических испытаний [c.168]

При воздействии уизлучения на эпоксидно-полиамидный клей ВК-9 значение т сохраняется близким к исходному до весьма высоких значений поглощенных доз (рис. 73—75). Характер разрушения клеевых соединений преимущественно когезионный. Для этого клея независимо от вида склеиваемых металлов (сплавы АМц и Д16, сталь 20 и др.) при дозах 0,1— 100 кДж/кг наблюдается возрастание т, причем положение максимума определяется мощностью поглощенной дозы излучения. Дальнейшее облучение с мощностью более 0,05 Вт/кг приводит к незначительному уменьшению т при весьма высоких дозах излучения. Начало таких изменений также определяется мощностью поглощенной дозы. Чем выше мощность дозы излучения в интервале от 0,015 до 10 Вт/кг, тем позже происходит уменьшение т до значений ниже исходного. Таким образом, увеличение мощности облучения обеспечивает повышение радиационной стойкости клея ВК-9 до доз 10 МДж/кг и более. Дозе 10 МДж/кг при мощности 10 Вт/кг соответствует снижение т на 5—6%. Облучение с меньшей мощностью (2—5 Вт/кг) снижает величину т при этой же дозе на 8—10%. [c.114]

Наблюдающаяся на практике экстремальная зависимость прочности от скорости обычно связана с изменением характера разрушения клеевого соединения и обусловлены соотношением скоростей нагружения и релаксации. При изменении скорости и температуры обычно справедливо экспоненциальное уравнение [31] [c.34]

Характер разрушения склеенных соединений зависит от продолжительности и скорости приложения нагрузки. При быстром приложении нагрузки к соединениям на эластичных клеях разрушение происходит на границе клей — склеиваемый материал. При медленном росте нагрузки или ее постоянстве подобные клеи склонны к ползучести, которая обусловлена повышенной деформируемостью эластомеров. Разрушение в этом случае будет проходить по клеевой пленке. При испытании клеевых соединений на прочных и жестких клеях под действием длительных ста тических нагрузок разрушение происходит преимущественно по границе раздела клей — склеиваемое вещество, где концентрируются наибольшие остаточные напряжения, а способность к ползучести у жестких полимеров невелика. [c.33]

В монографии рассмотрены такие аспекты адгезионной прочности, как температурно-временная зависимость прочности, внутренние напряжения, характер разрушения, а также методы измерения адгезионной прочности. Характеристикой адгезионной прочности может являться не только усилие разрушения клеевых соединений или модельной системы адгезив — субстрат, но и предел прочности слоистых пластиков при изгибе и растяжении, а также предел прочности при растяжении комбинированных полимерных материалов, поскольку механические характеристики подобных систем зависят от адгезии между компонентами. [c.9]

Как видно из приведенных па рис. VI.3 и VI.4 данных, клеи на основе различных смол значительно превосходят белковый клей — казеиновый. Главная причина ослабления клеевых соединений древесины на белковых клеях связана с разложением самой клеевой пленки, и это подтверждается адгезионным характером разрушения. В соединениях на синтетических клеях происходит в основном когезионное разрушение по древесине. В этих случаях прочность клеевого шва определяется главным образом прочностью древесины при отрыве и скалывании. Поэтому более высокая адгезионная прочность обычно наблюдается нри склеивании более прочных пород. [c.258]

Так как об адгезионном взаимодействии в подавляющем большинстве случаев судят по разрушению соединений, необходимо представлять себе распределение и характер действия механических сил в соединениях. Сложный характер напряженного состояния, одновременное действие, например, касательных и нормальных напряжений, неравномерное распределение напряжений по площади соединений и концентрация напряжений по их краям крайне затрудняют такой анализ. Использование упрощенных представлений о характере действия сил при нагружении адгезионных соединений допустимо в некоторых случаях, но совершенно недостаточно для решения такой задачи, как расчет соединения, выяснение механизма нагружения и разрушения клеевых соединений и т. п. Например, при определении сдвиговой прочности, на которую наиболее часто рассчитывается клеевое соединение, в большинстве случаев получают заниженные значения напряжений, поскольку не учитывается концентрационный фактор и наличие сил, действующих нормально к плоскости сдвига. Далее, при расчете исходят из предположения об упругой работе клеевой прослойки, хотя известно, что существует неупругая составляющая, особенно проявляющаяся в релаксационных процессах, которые протекают во времени и ведут к существенному перераспределению напряжений по сравнению с исходным состоянием и которые необходимо знать для правильной оценки долговечности реальных клеевых соединений. [c.10]

Была предпринята попытка связать характер разрушения адгезионных соединений с углом смачивания и скоростью нагружения с помощью энергии разрушения, рассматривая клей как ньютоновскую или неньютоновскую жидкость [178]. В работе [178] определяли пороговую скорость деформирования при любом значении угла смачивания, выше и ниже которой разрушение может быть как адгезионным, так и когезионным. Эта скорость является функцией свойств клея, толщины клеевого шва, геометрии соединения и т. п. При скорости меньше пороговой разрушение всегда когезионное, при скорости выше пороговой — адгезионное. [c.80]

Многие авторы неправильно объясняют снижение прочности соединений при повышенных и пониженных температурах плохой тепло- и морозостойкостью клея. Снижение прочности может быть обусловлено влиянием формы образца. Действительно, если соединения испытывать на сдвиг при кручении (концентрация напряжений практически отсутствует), то в области отрицательных температур прочность не снижается, хотя в области высоких температур она подчас снижается больше, чем у образцов, склеенных внахлестку [91,. 92]. При равномерном отрыве большинство образцов также характеризуется известной концентрацией напряжений, что наряду с влиянием температурных напряжений приводит к более или менее ярко выраженному экстремальному характеру температурной зависимости теплостойкости соединений на некоторых клеях [94—95]. При увеличении концентрации напряжений экстремальный характер выражен более четко. Экстремальная зависимость прочности склеивания от температуры наблюдается не только при испытаниях на сдвиг (в том числе при ударе [96]), НОИ на раздир [96,97,98] и неравномер ый отрыв [95, 99] различных соединений полимеров, металлов с полимерами и т. д. Показательно, что температура, при которой наблюдается максимальное значение прочности, не зависит от характера разрушения клеевого шва. [c.148]

Влияние электрического поля на интенсификацию макропроцесса формирования адгезионных соединений в принципе следует из анализа конденсаторной модели склейки. В рамках такого подхода основное внимание уделено закономерностям разрушения клеевых соединений. С другой стороны, приложение электрического поля приводит не только к поляризации адгезива и субстрата, но и к энергетически наиболее выгодной их взаимной ориентации, изменяющей значение краевого угла и характер процесса смачивания. Так, приложение уже слабых электрических полей приводит к упрочению склеек за счет совмещения активных центров на поверхности контактируемых материалов. Подобный эффект при воздействии более сильных полей напряженностью выше [c.39]

Характер и условия образования окисной пленки на поверхности металла могут существенным образом влиять на качество клеевого соединения. Окисные пленки некоторых металлов являются весьма непрочными, в особенности в толстых слоях, что может привести к разрушению клеевого соединения по окисному слою, а не по клею. [c.18]

В зависимости от условий применения модифицированный клей ВК-1 обладает различной радиационной стойкостью (рис. 84—86). Величина разрушающего напряжения при сдвиге и характер изменений показателя при облучении определяются видом склеиваемых материалов, технологией подготовки их поверхности, мощностью и величиной поглощенной дозы излучения. При этом преобладает преимущественно когезионный тип разрушения клеевых соединений. Облучение образцов из алюминиевого сплава АМц при мощности 2 Вт/кг вызывает существенное уменьшение разрушающего направления при сдвиге, 118 [c.118]

Разрушающее напряжение при сдвиге соединений эпоксидным клеем ЭТ образцов стали 20 изменяется уже при дозах 0,1—1 кДж/кг в зависимости от мощности дозы. Разрушение клеевого соединения при этом носит когезионный характер. Прочность при сдвиге облученного до дозы 0,1 кДж/кг при мощности 0,015 Вт/кг клея ЭТ составляет около 86%. Прн мощности 0,1 Вт/кг дозам 1 и 100 кДж/кг соответствуют значения т, составляющие 81 и 62% от исходного значения. С увеличением мощности излучения до 1 Вт/кг изменения т уменьшаются, в связи с чем его стойкость к воздействию радиации повышается (рис. 94). Следует, однако, учитывать, что зависимость разрушающего напряжения клея ЭТ при сдвиге от дозы излучения имеет минимум, положение и величина которого определяются мощностью дозы. С возрастанием мощности положение минимума смещается в сторону увеличения дозы излучения. [c.124]

При сдвиге и равномерном отрыве этот фактор имеет меньшее значение по сравнению с концентрацией напряжений. Можно предположить, что при однородном напряженном состоянии масштабный эффект может быть выявлен в более чистом виде. С этой целью были проведены испытания на сдвиг при кручении [104] трубчатого образца из закаленной стали Ст. 45 с толщиной стенки 3 мм. Торцы образца, подлежащие склеиванию, обрабатывали по 10-му классу чистоты, что обеспечивало высокое качество поверхности и возможность получения тонких клеевых швов. Среднее квадратичное отклонение по высоте, измеряемое по 10 точкам периметра торца, оказалось равным 2,41 мк. Склеивание производили клеем К-П5, отвержденным при 20 ""С без термообработки и с последующей термообработкой. В первом случае разрушение клеевого соединения имело адгезионный характер, во втором — смешанный. На рис. 3.4 (кривые 1, 2) показана зависимость прочности клеевых соединений на сдвиг при кручении от толщины клеевого шва [79]. Для сравнения те же зависимости приведены и для других напряженных состояний (рис. 3.4, кривые 3—6) [58, 77]. [c.67]

Прочность клеевого соединения определяется физико-механическими свойствами клеевого шва, характером его нагружения, толщиной клеевой пленки и другими факторами. Различают адгезионную и когезионную прочности склеивания. Первая обусловлена силами сцепления на границах раздела клея с соединяемыми элементами конструкции, вторая - силами сцепления между молекулами клея. Соответственно, разрушение шва по границе раздела с элементом конструкции называют адгезионным, разрушение по самому клею - когезионным. Обычно адгезионная прочность выше когезионной. Описываемые ниже методы разработаны для оценки когезионной прочности, поэтому под прочностью склеивания в дальнейшем понимается когезионная прочность. [c.773]

Данные о прочности клеевых соединений алюминия на эпоксидном клее ЭПЦ-1 при выдержке их в воде под постоянной нагрузкой приведены в табл. II. 16. При нагрузке, составляющей 30% от кратковременного разрушающего напряжения, снижение прочности за 1,5 года не превышает снижения прочности образцов, выдержанных в воде в течение того же времени без нагрузки. Однако характер разрушения под нагрузкой меняется от когезионного к адгезионному [9, 29]. В электролитах длительная прочность зависит от pH среды и природы аниона кислоты [34]. При pH менее 4 все соединения на эпоксидных клеях быстро разрушаются, а в щелочных средах долговечность соединения определяется составом клея и природой металла. [c.52]

При испытании на отрыв трехслойных панелей сотовой конструкции применяют образцы-грибки цилиндрической формы со склеиваемой частью диаметром 60 мм. Между двумя грибками вклеивают либо сотовый заполнитель, либо цилиндрические образцы трехслойных панелей с обшивками. Образцы испытывают при скорости движения нагружающего зажима машины 100— 200 мм/мин. В зависимости от характера разрушения (по сотам или по клеевому слою) определяют разрушающее напряжение прй растяжении сотового материала или прочность при отрыве клеевого соединения сот с обшивкой. [c.117]

Во всех проведенных опытах разрушение носило когезионный характер во всем диапазоне толщин, исключая толщины 0,05 мм и менее. Для последних, как правило, наблюдался смешанный или адгезионный отрыв. Полученные данные показывают, что понижение прочности клеевых соединений при нормальном отрыве с ростом толщины адгезива нельзя объяснить внутренними напряжениями, возникающими при формировании клеевых соединений. [c.82]

Ниже описаны только некоторые из существующих многочисленных методов определения прочности клеевых соединений, наиболее распространенные в отечественной промышленности. При испытании прочности клеевых соединений необходимо фиксировать также характер разрущения образца. Различают следующие виды разрушения [c.240]

Стандартные методы испытания клеевых соединений предусматривают определение адгезионной прочности при статической нагрузке или в кинетическом режиме нагружения, т. е. при приложении нагрузки с постоянной скоростью деформирования. На практике многие клеевые соединения работают при воздействии динамических нагрузок. В этих условиях их разрушение часто происходит при нагрузках, намного меньших статических. Такое поведение обусловлено тем, что процесс разрушения носит не силовой, а энергетический характер и часто от материала требуется не столько высокая прочность, сколько способность рассеивать энергию. [c.109]

При правильном выборе клея прочность клеевых соединений композиционных материалов ограничивается межслойной прочностью самих материалов. Однако даже при одинаковом характере разрушения клеевых соединений композиционных материалов (по верхнему слою) может наблюдаться различная прочность при испытании на сдвиг. Например, при склеивании углепластика, изготовленного с применением эпоксифенолоани-линоформальдегидного связующего, разрушающее напряжение при сдвиге при 20 °С составляет И и 13,5 МПа соответственно для эпоксиполиамидного клея ВК-9 и фенолокаучукового ВК-13М. Это можно объяснить тем, что в образце, склеенном внахлест, при испытании появляется изгибающий момент и, кроме того, в клеевом соединении наблюдается концентрация напряжений, что приводит к снижению разрушающей нагрузки. Степень влияния изгиба на прочность клеевых соединений при [c.200]

При контакте клеевых соединений с водой происходит в основном разрушение адгезионных связей и в меньшей степениг--i когезионное разрушение клея [392]. На примере эпоксиполиамидного клея FM-1000 (температура отверждения 175 °С) показано [393], что после выдержки отвержденной пленки во влажной среде она сорбирует 14% воды, в результате чего снижаются модуль упругости клея и примерно на 40°С его термостойкость. Однако эти изменения обратимы и после сушки характеристики образца восстанавливаются. Прочность клеевых соединений при воздействии влаги также уменьшается, но происходящие при этом изменения необратимы. Характер разрушения клеевого соединения под действием влаги меняется от когезионного к адгезионному. Такое поведение клеевых соединений можно объяснить тем, что влага проникает по граничному слою соединения и оказывает как бы расклинивающее действие. Уровень снижения прочности определяется продолжительностью воздействия воды и ее температурой [394]. [c.229]

Вода влияет также на усталостное разрушение клеевых соединений. Испытания, проведенные с применением эпоксидного К-153 и эпоксиполиэфиракрилатного ЭПЦ-1 клеев, показали, что при вибрационном нагружении клеевых соединений в водной среде характер разрушения их, как и на воздухе, из когезионного становится адгезионным. Однако под действием воды это изменение наступает значительно раньше, чем на воздухе — после 3-1 0 —4-10 циклов [141, с. 127]. [c.232]

Систематическое исследование направлений полимеризации 24 гексатриенов-1,3,5 различными методами, в том числе ИК-и ПМР-спектроскопическими, показало [2, с. 173], что перок-сидное инициирование обусловливает образование линейных полимеров по типу 1,6-присоединения. Такой вариант проведения процесса наиболее приемлем при склеивании. Поэтому адгезионные свойства гексатриенов изучены на примерах индивидуальных мономеров или их растворов, содержащих 0,5 % пероксидов бензоила или дикумила. Как следует из табл. 6, соответствующие адгезивы обеспечивают высокие значения прочности клеевых соединений, составляющие 7,8—21,4 МПа для стали 3 и 1,7—3,4 кН/м при креплении к ней резины на основе полиизопропенового эластомера СКИ-3 [114]. В последнем случае относительная узость интервала значений сопротивления расслаиванию обусловлена когезионным характером разрушения адгезионных соединений по приповерхностным слоям субстратов, упрочненным продиффундировавшим в них адгезивом. Наибольшей адгезионной способностью характеризуются, как и следовало ожидать, азотсодержащие адгезивы. Если в среднем сопротивление отрыву резино-сталь-ных соединений составляет около 10 МПа, то минимальное значение равно 12,7 МПа, а максимальное — 21,4 МПа. Этот факт свидетельствует о справедливости исходных теоретических представлений, определяющих выбор химической природы адгезивов. [c.27]

Адгезионная способность а-цианакрилатов, как отмечалось выше, должна быть связана также с внутрифазными характеристиками адгезивов. В качестве такой характеристики наиболее очевидно использование модуля упругости при сжатии Е ж, значение которого согласно данным работы [318] чувствительнее к изменению химической природы полицианакрилатов, чем температуры их стеклования. Действительно, подобно Рсд с о прямо коррелируют и сж [307], что подтверждает справедливость исходных соображений. Однозначность такой зависимости, изображенной на рис. 13, следует также из рис. 14, где в качестве критерия адгезионной способности а-цианакрилатов использованы экспериментальные значения [305, 306] прочности клеевых соединений. Линейность функции Рсд (-Есж) прямо свидетельствует о когезионном характере разрушения адгезионных соединений, т. е. по сути, — о достаточно высокой адгезионной способности а-цианакрилатов. [c.85]

При испытании прочности клеевых соединений приходится иметь дело с соединением, состоящим из клеевой прослойки и по крайней мере двух соединяемых элементов. Поэтому для определения прочности клеевых соединений пользуются специально разработанными методами. При этом кроме величины прочности необходимо фиксировать характер разрушения, осматривая обе части испытанного образца. Различают следующие виды разру-шени-я по склеиваемому материалу (материалам) по клею (когезионное разрушение) по границе раздела клей — склеиваемый материал по защитному покрытию или адгезионному грунту (если таковые имеются) по границе раздела склеиваемый материал — грунт (покрытие). Оценка каждого вида разрушения проводится визуально с точностью 5—10% от номинальной площади склеивания. [c.113]

Важность вопроса о прочности клеевых соединений при различных режимах испытаний не подлежит сомнению. Однако изучен этот вопрос весьма слабо. Наиболее систематические и наиболее значительные исследования зависимости адгезионных характеристик от режима нагружения проведены в СССР Б. В. Дерягиным и Н. А. Кротовой с сотрудниками [1—3]. Они изучали влияние скорости расслаивания на работу адгезии различных гибких адгезивов к достаточно жестким подложкам. Было показано, что при изменении скорости расслаивания на 6—7 порядков изменяется не только абсолютное значение величин, характеризующих адгезию, но и характер разрушения склейки с изменением скорости когезионный разрыв (обычно по адгезиву) может переходить в адгезионный. В случае, когда наблюдается адгезионное разрушение склеек, адгезиограмма, снятая в достаточно широком диапазоне скоростей, состоит из трех участков и имеет весьма характерный вид (см., например, [2]). [c.311]

Характер влияния функциональных групп на свойства пленок и клеевых соединений зависит от химического состава и жесткости основной цепи. Например, для дисперсий сополимера бутилакрилата и бутил-метакрилата наибольшие значения остаточных напряжений и адгезионной прочности наблюдаются при наличии в сополимере амидных групп, а высокая когезионная прочность — при наличии карбоксильных. Это также обусловлено структурой пленок. Наиболее неоднородная глобулярная структура и малая прочность отмечаются для сополимеров, содержащих амидные и нитрильные группы. Имеет значение также и концентрация полярных групп. Как следует из табл. 3.9,. с увеличением содержания метакриловой кислоты в акриловой дисперсии БМ-12 симбатно возрастают остаточные напряжения и адгезионная прочность, и при содержании 15 % метакриловой кислоты происходит самопроизвольное разрушение покрытий [104]. Это связано с изменением глобулярных образований и уменьшением однородности пленки. Пленки из дисперсий с наиболее однородной структурой, содержащие оптимальное число групп СООН, могут формироваться при температуре ниже температуры стеклования полимера. [c.91]

Эрбар [14] на примере труб из различных термопластов показал, что по сравнению с испытанием на воздухе в разных средах время до разрушения сокращается по-разному. В зависимости от характера среды может изменяться угол наклона кривых долговременной прочности или же происходит параллельное смещение крутого участка кривой, как, например, у полипропилена. На основании исследования атмосферостойкости клеевых соединений [15] можно предположить, что повышение хрупкости, называемое старением, имеет тот же механизм разрущения. Однако это следует еще подтвердить. [c.145]

Результаты измерения ударопрочности в клеевом соединении хорошо коррелируют с данными по ударной вязкости блочных образцов (см. рис. 5.20, кривая 7) и работе разрушения (кривые 5, 6) пленок исследуемых материалов. Причем в последнем случае степень корреляции очень высока. Практически полное соответствие между показателями Я и Лр дает возможность предположить, что ударостойкость ЭКК в клеевом слое (конечно же, при принятом способе подготовки поверхности субстратов к склеиванию) определяется в первую очередь когезионной, а не адгезионной прочностью. Из корреляции Н и Лр. следует также, что процесс разрушения клеевого слоя носит не силовой, а энергетический характер. [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология