ФОРМИРОВАНИЕ АДГЕЗИОННЫХ СОЕДИНЕНИИ

Прочность адгезионного соединения зависит не только от взаимодействия молекул на границе фаз, но и от ряда других факторов (условия формирования адгезионного соединения, продолжительность контакта поверхностей, скорость приложения нагрузки и т. д.) существенное значение имеют механические свойства соединенных материалов, которые могут отличаться от соответствующих показателей тех же материалов, взятых в отдельности, вследствие изменения их структуры под влиянием силового поля твердой поверхности [53] —эффект дальнодействия. [c.470]

Говоря о модифицирующих добавках, повышающих прочностные показатели клеевых соединений, необходимо напомнить, что в любом случае прочность зависит не только от типа примененного модификатора, но и от свойств исходного эпоксидного соединения, природы использованного отвердителя, способа изготовления композиции, условий формирования адгезионного соединения и ряда других факторов. Кроме того, всегда следует иметь в виду, что некоторые модифицирующие вещества, положительно влияющие на прочностные свойства композиций, могут неблагоприятно отражаться на таких характеристиках, как теплостойкость, эластичность, стойкость к старению, технологические свойства и т. д. Поэтому совершенно необходимо при исследовании эффективности той или модифицирующей добавки наряду с определением прочностных характеристик клеевых соединений определить их модули упругости, выполнить простейшие термогравиметрические испытания, убедиться в удовлетворительном поведении клея во влажной атмосфере, а также критически рассмотреть технологию приготовления и применения клеевой композиции. Полезно установить возможность получения на основе этой композиции пленочного клея. [c.28]

Основным фактором, влияющим на продолжительность пропитки в сквозном капилляре, является вязкость пропитывающего вещества. Если жидкость вязкостью 90 Па-с заполнит поверхностные впадины глубиной /=10 см за 5 мин, то сырая резиновая смесь заполнит их только за несколько часов. Более вязкий продукт проникнуть в поры не сможет. При повышении температуры вязкость жидкости понижается, что способствует формированию адгезионного соединения, вследствие возрастания истинной площади контакта фаз. Такой же эффект дают механические воздействия, давление и добавление в систему растворителей, пластификаторов и ПАВ. [c.77]

Как следует из приведенных выше данных, межмолекулярные силы в принципе могут обеспечить достаточно прочную связь адгезива с субстратом. Однако уже на стадии формирования адгезионного соединения возникают разнообразные дефекты — потенциальные очаги будуш,его разрушения. Ими могут быть различные загрязнения, оставшиеся на поверхности субстрата, незаполненные адгезивом углубления, воздушные включения, продукты, выделившиеся в процессе склеивания и скопившиеся на границе раздела, поры, оставшиеся после улетучивания растворителя, треш ины, возникшие в процессе усадки. Вообще имеется много факторов, ослабляющих адгезионное соединение более подробно это будет рассмотрено в последующих главах. [c.28]

Клейкость. Как только жидкий адгезив заполнит зазор между двумя субстратами, для их разъединения требуется определенное усилие. Это усилие /т при обсуждении клейкости и прочности сцепления будем обозначать просто /. если только не будет специально обсуждаться влияние давления при формировании адгезионного соединения. [c.89]

Оптимизация радиационно-термических условий формирования адгезионных соединений пленочный полиэтилен — листовая сталь особенно важна для повышения экономичности высокоскоростных линий плакирования металла пленкой полимера. [c.182]

Если растворитель активно взаимодействует с поверхностью, то формирование адгезионного соединения начинается фактически только тогда, когда большая часть растворителя удалена из системы и возможно образование большого числа связей между полимерной молекулой и поверхностью в условиях, когда функциональные группы полимера уже не блокированы растворителем. В этом случае при удалении растворителя в ходе формирования пленки на поверхности происходит постепенное возрастание концентрации раствора и резко изменяется соотношение между суммарным числом взаимодействий полимерных молекул и молекул растворителя с поверхностью. Одновременно происходит и изменение структуры полимера, протекают процессы возникновения и релаксации внутренних напряжений, оказывающие влияние на прочность адгезионной связи [242, 243]. [c.174]

Условия формирования адгезионных соединений при этом были полностью аналогичны условиям получения образцов для проведения физико-механических испытаний. Корреляция между величинами адгезии вулканизатов содержащих добавки, к наполнителю и усилением при разрыве и раздире этих вулканизатов достаточно хорошо описывается прямыми независимо от вида испытания (разрыва или раздира) (рис. И). [c.345]

Следовательно, частичное или полное исчезновение поверхности раздела адгезив — субстрат и образование переходного диффузионного слоя — лишь частный случай проявления совместимости полимеров в адгезионных системах. В системах, состоящих даже из совместимых полимеров, взаимное растворение (диффузия) часто не происходит в силу ряда обстоятельств [237] (низкое значение коэффициента диффузии, возникновение в процессе формирования адгезионного соединения трехмерной сетки в адгезиве и т. д.). Поэтому в системе адгезив — субстрат способность полимеров к совместимости может проявляться в достижении достаточно полного контакта на границе раздела фаз, т. е. в смачивании. [c.84]

Физико-химические закономерности адгезии полимеров, изложенные в первой части монографии, и экспериментальный материал, приведенный во второй части, позволяют выработать единый подход к проблеме адгезии полимеров, теоретической основой которого является молекулярная теория адгезии [1—4]. Таким образом, учитываются физико-химические особенности полимерных адгезивов, закономерности взаимодействий полимер — субстрат и факторы, обусловливающие прочность адгезионного соединения. По существу, это единственно возможная позиция, позволяющая анализировать проблемы адгезии всесторонне, в то-время как другие теории адгезии рассматривают частные [вопросы диффузию при формировании адгезионного соединения, реологические эффекты, закономерности деформации и разрушения адгезионных соединений. Эти вопросы, как мы видели, рассматриваются и молекулярной теорией адгезии, но именно как частные-вопросы при анализе той или иной стороны проблемы. [c.363]

Выбор оптимального адгезива и подготовка поверхности субстрата являются важнейшими способами активного воздействия на прочность адгезионного соединения, но они не исчерпывают всего разнообразия возможностей регулирования адгезионной прочности. Так, весьма эффективным оказывается выбор оптимальных условий формирования адгезионных соединений. [c.380]

Разновидностью подобного подхода является введение дополнительных добавок в раздельно наносимые компоненты. Так, в акрилатный компонент вводят стабилизатор (ацетаты цинка или никеля [145], либо 2,5-ди-грег-бутил-4-метилфенол [125]), а в структурирующий компонент — ускорители процесса [145]. Такими добавками обычно служат эфиры переходных металлов или поверхностно активные вещества. Роль последних сводится, согласно представлениям о формировании адгезионных соединений [146] (нашедших подтверждение на примере полихлоропреновых клеев [147]), к увеличению площади межфазного контакта адгезива с поверхностью субстрата, положительно влияющему на прочность соединений. Одновременно ПАВ способствуют вытеснению воды из зоны взаимодействия. Действительно, если в качестве первого ком- [c.36]

В реальных условиях для достижения достаточно полного контакта адгезива с субстратом приходится понижать вязкость адгезивов, наносить адге-зив в вакууме или, наоборот, под давлением, повышать температуру. Необходимо при этом учитывать специфику полимерных адгезивов, их способность к механическому стеклованию под давлением, деструкцию при повышенной температуре. Только учитывая эти факторы, можно выбрать оптимальные условия формирования адгезионного соединения. Известна эффективность подобных приемов, например, при склеивании металлов, производстве слоистых пластиков, резинотканевых конструкций и т. д. [c.380]

Условия формирования адгезионного соединения — температурный режим, скорость нагревания и охлаждения, а также толщина слоя, форма и размеры адгезионного соединения влияют на значение внутренних напряжений. [c.381]

Особое внимание следует уделить изучению микрорельефа поверхности субстрата, ее гетерогенности методом визуализации активных центров поверхности, раскрытию природы их действия, измерению поверхностной энергии. Это важно нри изучении закономерностей формирования адгезионного соединения. Смачивание поверхности субстрата адгезивом, влияние полимерной природы адгезива на смачивание, зависимость смачивания от деформации субстрата — все эти вопросы еш,е недостаточно изучены, хотя их значение для понимания механизма адгезии полимеров несомненно. [c.386]

На третьей стадии завершается формирование адгезионного соединения. Происходит взаимодействие полимера с эмульгаторами и защитными коллоидами. От степени их совместимости зависят когезионные и адгезионные свойства соединения. При достаточно хорошей совместимости, когда термодинамическое сродство эмульгатора к полимеру больше, чем эмульгатора к субстрату, происходит замещение эмульгатора на субстрате на полимер путем обменной адсорбции, что должно приводить к росту адгезионной прочности. [c.78]

Адгезионная прочность комбинированных материалов может быть увеличена также путем обработки их после формирования адгезионного соединения. Так, воздействие УФ-света на только что полученную пленку полиэтилентерефталат — полиэтилен повышает адгезионную прочность до значений, превышающих когезионную прочность полиэтилена [27]. Одновременно обеспечивается стабильность адгезионной прочности во времени. [c.175]

Одним из эффективных способов направленного регулирования адгезионной прочности комбинированных пленок является выбор оптимальных условий формирования адгезионных соединений. [c.26]

Большая роль в формировании адгезионного соединения отводится поверхностной энергии субстрата [372]. Исследовано влияние поверхностной энергии металлов F ) на условную [c.218]

Соотношения между величинами работ адгезии и когезии лежат в основе общих термодинамических оценок направленности процесса смачивания. Положительный знак их разности (называемой коэффициентом растекания %==Шаа— сон) отвечает полному смачиванию вплоть до образования монослоя жидкости на поверхности субстрата, а отрицательный — ограниченному растеканию, приводящему к достижению конечного значения 0. Известные из литературы (см., например, [13]) значения % оказываются полезными для предварительного прогнозирования возможности формирования адгезионных соединений. Так, акрилатный адгезив можно использовать для крепления поликапролактама и полистирола (х>0),и не следует — для крепления политетрафторэтилена (х < 0) [14], подобно изоцианатному составу для полиэтилена (х < [15]. При выборе мономерных адгезивов целесообразно учитывать также отношение аа1 сон, в исходном приближении характеризующее адгезионную способность жидкостей. Однако оно [c.10]

Спецификой влияния реологических факторов на кинетику формирования адгезионных соединений является процесс вытеснения воздуха из микродефектов на поверхности субстрата при склеивании. Скорость этого процесса, в первом приближении определяемая выражением [c.12]

Рассмотренные факторы связаны с физическим состоянием макромолекулярных цепей адгезива. Действительно, кинетика формирования адгезионных соединений обусловлена не только явлениями на поверхности, но и процессами, происходящими в объеме субстрата при деформировании его микрошероховатостей. Связь релаксационных и реологических процессов с химической природой полимерного адгезива обусловлена изменением свободного объема макромолекулярных цепей, который можно разделить на межмолекулярную (связанную с упаковкой цепей) и внутримолекулярную (обусловленную наличием пустот в повторяющемся звене) составляющие. Такой подход позволяет объяснить, в частности, различия в аутогезионной способности этилен-пропиленового и натурального каучука, последний из которых благодаря наличию двойных связей характеризуется большим внутримолекулярным свободным объемом и, следовательно, повышенной диффузионной способностью. С другой стороны, преувеличение роли структурных факторов способно привести к недооценке чисто релаксационных явлений и, как следствие, к выводу о том, что изменение реологических параметров адгезива в результате его наполнения не определяет временных зависимостей прочности адгезионных соединений. [c.13]

Проблема повышения эффективности процесса склеивания складывается из двух независимых, но взаимосвязанных аспектов — теоретического и технологического. В рамках первого из них она сводится к разработке направлений увеличения адгезионной способности твердых тел — комплексного параметра, определяемого закономерностями взаимодействия конденсированных фаз при их молекулярном контакте. Во втором аспекте проблема состоит в определении оптимальных путей воздействия на факторы, связанные с формированием адгезионного соединения. [c.30]

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]

Влияние магнитного поля в принципе обусловлено тем же механизмом. Наложение сильных полей напряженностью до 125 А/м способно привести к поляризации не только в металлах, но и в резинах. Если магнитное поле наложить на приведенные в контакт резину и металл, соединяемые эластомерным клеем, то ориентация активных центров на поверхности элементов системы окажется достаточной для практически полного их совмещения . При этом может происходить изменение как надмолекулярной организации адгезива, так и скорости его структурирования. В итоге за счет соблюдения геометрического соответствия активных центров продолжительность процесса формирования адгезионных соединений резко сокращается и результативность технологического оформления склеивания существенно возрастает. Так, предварительная магнитная обработка алюминиевого сплава, винипласта и кварца приводит к увеличению прочности их крепления эпоксидными клеями на 20— 45%. [c.40]

Из анализа приведенных данных по адгезионной прочности комбинированных материалов следует, что направленное регулирование этого показателя может осуществляться выбором оптимального типа адгезива для данного субстрата и заданных условий эксплуатации соединения соответствующей подготовкой поверхности субстрата в нанесению адгезива выбором оптимальных условий формирования адгезионного соединения и оптимальной толщины слоя адгезива и субстратов с учетом экстремальных условий эксплуатации. [c.24]

В монографии рассмотрены и критически проанализированы различные способы экспериментального измерения и расчета собственно адгезии. Помимо энергии межфазных связей на адгезионную прочность влияет их плотность , т. е. число связей на единице поверхности, что в свою очередь зависит от полноты молекулярного контакта. Для понимания закономерностей формирования молекулярного контакта необходимы исследования реологических процессов, а также смачивания, растекания, диффузии. К проблеме формирования адгезионного соединения имеют непосредственное отношение и каталитические эффекты. С ними, в частности, связано [c.7]

Температуру формирования адгезионного соединения следует отличать ог температуры, при которой адгезионный тип разрушения чаще всего переходит в когезионный. Исследования Ишкильдина [50], посвященные адгезионно-поверхностным свойствам нефтяных коксов при низких и высоких температурах, подтверждают это положение. На рис. 18 показана зависимость удельного прилипания нефтяных пеков к обессеренному коксу от температуры испытания. Адгезионное усилие отрыва жидкости от поверхности кокса устанавливали по удельному прилипанию жидкости к подложке, определяемому в процессе центрифугирования. Удельное прилипание рассчитывали при заданной температуре измерения, исходя из значений центробежной отрывающей силы и поверхности испытываемых образцов. [c.77]

Тел1 не менее необходимо иметь в виду преемственность адсорбционной теории адгезии и современной молекулярно-адсорбционной или молекулярной теории [122, с. 14 123 128 129]. Эта теория основана на том же тезисе, -что и адсорбционная молекулярное взаимодействие адгезива с субстратом является первопричиной адгезии. Но теперь сказать только об этом — значит почти ничего не сказать. Кроме молекулярного взаимодействия адгезива с субстратом важнейшее значение имеют когезионные свойства соединяемых материалов, которые, кстати, могут существенно изменяться в процессе формирования адгезионного соединения. Надмолекулярная структура полимерного адгезива и ее стабильность во уркша одна из важнейших проблем [c.41]

Процессы, протекающие при нанесении жидкого адгезива на поверхность субстрата, заключаются, разумеется, не только в капиллярных явлениях — смачивании и растекании. Формирование адгезионного соединения сопровождается постепенным испарением растворителя, переходол слоя адгезива из жидкого в вязкотекучее, затем — в высокоэластическое и наконец в стеклообразное состояние. Все эти стадии превращения жидкого адгезива в пленку клеевого слоя играют в технологии склеивания большую роль. После частичного удаления растворителя при открытой выдержке поверхности, покрытой жидким адгезивом, производят склеивание. Система подложка — клей — подложка должна обладать способностью оказывать сопротивление внешним механическим воздействиям, хотя отверждение клеевого слоя еще не закончилось [13, с. 328]. Вязкость жидкого адгезива и кинетику процессов его высыхания регулируют, применяя соответствующие комбинации растворителей. Эти вопросы пока решаются эмпирическим путем и не являются, как и вообще вопросы рецептур, предметом нашего анализа. Заметим только, что образование слоя [c.121]

Практические рекомендации, вытекающие иа анализа приведенного выше материала с позиций молекулярной теории адгезии, сводятся к следующему. Для направленного воздействия на адгезионную прочность необходимо, во-первых, выбрать оптимальный тип адгезива для данного субстрата и заданных условий эксплуатации адгезионного соединения во-вторых, подготовить поверхность субстрата к нанесению адгезива в-третьих, выбрать оптимальные условия формирования адгезионного соединения. Наконец, часто приходится выбирать оптимальную форму и размеры адгезионного соединения, допустимые пределы нагружения, т. е. решать вопросы, связанные с механикой адгезионного соединения. Подготовка поверхности субстрата включает, естественно, не только ее очистку, но зачастую и модификацию, причем модификация может заключаться в окислении поверхности для повышения ее полярности, в прививке на поверхность соответствующих мономеров, в обработке поверхпостно-активными веществами и т. д. Выбор оптимального адгезива для данного субстрата также может быть решен по-разному изменением дозировки компонентов с активными функциональными группами, введением специальных добавок (с учетом особенности применяемого субстрата), введением в адгезив пластификаторов, подбором растворителя и т. д. Кроме того, выбирая оптимальный тип адгезива, следует постоянно иметь в виду когезионную прочность адгезива. Часто достижение интенсивного взаимодействия адгезива с субстратом и создание возможно более прочного адгезива достигаются компромиссным путем, так как эти проблемы оказываются трудно совместимыми. [c.364]

Адгезионное металлополимерное соединение является важнейшим элементом комбинированных материалов, деталей и конструкций на основе полимеров и металлов. Надежность адгезионного соединения зависит от многих факторов химического состава и строения макромолекул степени полимеризации надмолекулярной структуры полимера химического состава и строения металла типа и количества модификаторов, содержащихся в полимере и металле состояния поверхности полимера и металла условий формирования адгезионного соединения (темшературно-временно-го режима полимеризации, плавления, охлаждения и кристаллизации, среды и т.д.) конструкции соединения условий испытания (температуры, параметров нагружения, наличия жидкой среды) и т. д. [1—11]. [c.19]

При формировании адгезионных соединений в среде воздуха может происходить интенсивное окисление металла под расплавленной полимерной пленкой и возникновение в соединении слабого граничного слоя оксида металла. Чем выше температура формирования (юединений, термостабильнее полимер и тоньше полимерная пленка, тем интенсивнее окисляется металл в зоне адгезионного контакта. Окисление стали, меди и других металлов наблюдается при формировании покрытий из расплавов полиэтилена, пентапласта, политетрафторэтилена и других полимеров. Умеренное окисление металла под слоем полимера способствует увеличению прочности адгезионного соединения и его стойкости к [c.39]

Аналогичные закономерности наблюдаются гари иадрльзовании предварительного окисления металла (до формирования адгезионного соединения). Когда начинается окисление полимера, количество кислорода, проникаюшего на границу адгезионного контакта, уменьшается, ц процессы окисления металла замедляются. Появление щ процессе окисления цолимеров на границе адгезионного контакта карбоновых кислот ириво Дит к ностепенному уменьшению толщины оксидной пленки, т. е. к очистке металла от оксида [4, 36]. [c.40]

Помимо сварки и пайки, в вакуумной технологии используется склеивание неорганическими (етеклоприпои, стеклоцементы, хлористое серебро и т. д.) и органическими (эпоксидные и эпокси-кремнийорганические) материалами. Неорганические материалы обладают значительной теплостойкостью, однако для формирования адгезионного соединения необходимы высокие температуры. Напротив, органические клеи формируются при низких температурах, но отличаются невысокой теплостойкостью. [c.4]

Прямой контроль значения этой площади обычно осуществляют методом Мехау. Для определения квази-равновесных условий формирования адгезионных соединений используют кинетическую зависимость, изображенную в полулогарифмических координатах необходимая площадь контакта, обеспечивающая когезионный характер разрущения склеек, достигается при продолжительности формирования, равной примерно утроенной продолжительности начальной стадии процесса, определяемой из координат точки перехода начальной ветви кривой в ее линейный участок. [c.14]

Влияние пластификаторов. Одним из важных факторов, определяющих свойства адгезионного соединения, является количество и природа пластификаторов, которые иногда вводят для устранения неблагоприятного влияния усадки и внутренних напряжений в процессе образования клеевого слоя. Некоторые пластификаторы вследствие плохой совместимости с клеящим полимером внедряются прежде всего между наиболее крупными надмолекулярными образованиями (эффект межпачечной пластификации), разрушают их и тем самыг, положительно влияют на условия формирования адгезионного соединения [5, 72, 73]. Примером является трикрезил-фосфат, который, будучи введен в количестве 0,04% в клеевое соединение металла на основе поливииилформальэтилаля, повышает прочность соединения при расслаивании на 25% [74]. [c.24]

Итак, за период, прошедший с начала 40-х годой, когда появились систематические работы в области адгезии полимеров, было выдвинуто более десяти теорий адгезии и концепций механическая, адсорбционная, электрическая, электронная., электрорелаксационная, диффузионная, микрореологическая, реологическая, мо-лекулярно-кинетическая и некоторые другие. Однако все эти теории и концепции рассматривают (или рассматривали), по существу, частные вопросы и не- охватывают всей проблемы в целом. Так, адсорбционная теория касалась только одного аспекта проблемы собственно адгезии, да и этот аспект охватывала далеко не полностью, оставляя без внимания специфику формирования адгезионных соединений на основе полимеров. Что же касается второго аспекта — адгезионной прочности, то он оставался вне поля зрения этой теории. [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология