Обработка поверхности наполнителя для увеличения адгезии

Многие эффекты улучшения физико-механических свойств объяснены в аспекте теории химического взаимодействия [236,237]. При химической модификации поверхности силанами аппретирующий силановый слой состоит из прочно хемосорбированного силана, слабо хемосорби-рованного силана и физически сорбированного силана [237 - 239]. Структурный градиент силанового слоя оказывается чувствительным как к условиям обработки, так и к природе поверхности наполнителя. Физическая сорбция зависит от его структуры и с увеличением количества физически сорбированного силана прочностные характеристики стеклонаполненной композиции ухудшаются. Однако экспериментально доказано, что химическое связывание не является основной причиной улучшения адгезии. Например, монослои силанов не имеют оптимальную механическую прочность. Загрязнение поверхности, захваченные пузырьки воздуха, неравномерное покрытие поверхности аппретами и другие факторы влияют на адгезионную прочность, хотя и не являются определяющими. Поэтому предлагаются и другие подходы, дающие возможность объяснить эти эффекты [240 - 243]. Полагают, что на межфазной границе происходит взаимопроникновение и смешение молекул аппретирующего вещества и полимера на молекулярном уровне. Этот эффект эквивалентен образованию взаимопроникающей полимерной сетки. Возможно два типа взаимного смешения, которое включает проникновение молекул матрицы в хемосорбированный слой силана и миграцию физически сорбированного силана в матрицу. При этом в фазе силана сополимеризация не протекает. Такая схема подтверждена анализом ИК-спектров исследуемой системы [242]. [c.83]

При введении наполнителей в полимерную систему они адсорбируются на границе раздела клей — наполнитель. Влиять на этот процесс можно путем модифицирования поверхности наполнителя [138]. Некоторые неорганические наполнители часто обрабатывают кремнийорганическими соединениями (аппретами), которые способствуют образованию прочных связей между полимером и наполнителем и, следовательно, улучшению механических свойств системы. Характерно, что увеличение адгезии наблюдается и во влажной атмосфере. Обработка поверхности наполнителя аппретом приводит также к улучшению его смачивания связующим (см. гл. 4). [c.102]

Аппретирование улучшает смачивание наполнителя связующим в результате гидрофобизации волокна. Это не только повышает гидролитическую устойчивость адгезионной связи, но и увеличивает адгезию [476], Вместе с тем можно считать, что увеличение прочности полиэфирных стеклопластиков после обработки аппретами связано также с улучшением условий смачивания [477]. Таким образом, роль аппретирующего вещества сводится не только "к образованию химической связи связующего с наполнителем, но и к улучшению физического взаимодействия компонентов, также существенно влияющего на адгезию [479]. В этом важную роль могут играть водородные связи между поверхностью частиц наполнителя и функциональными группами полимера. Образованием водородных связей можно объяснить, например, то, что работа отслаивания полимера от поверхности стекла во много раз превышает величину, рассчитанную из данных о поверхностной энергии компонентов [485]. [c.256]

Для наполнения ПФО использовали стеклосферы, необработанные и обработанные кремнийорганическим аппретом для увеличения адгезионного взаимодействия полимера с наполнителем. При увеличении адгезии значительно повышается верхний предел пластичности при растяжении (рис. 2.31) и практически не изменяется энергия разрушения (рис. 2.32). И обработанные, и не обработанные стеклосферы уменьшают энергию разрушения с увеличением их объемной доли. Хотя обработка поверхности наполнителя мало сказывается на энергии разрушения наполненного ПФО, повышение адгезионной прочности снижает энергию разрушения, что проявляется в изменении топографии поверхности. Аналогичный эффект наблюдали при наполнении полиамидов 6 и 66 необработанными стеклосферами [51]. Полиамид 66 обладает большей адгезией к стеклу по сравнению с полиамидом 6, поэтому при [c.86]

Весьма показательно в этом отношении исследование [222], в котором наблюдали сложную зависимость поверхностной энергии разрушения у от температуры, содержания наполнителя и поверхностной обработки наполнителя в системах эпоксидные смолы — стеклянные сферы. При низких температурах, при которых эпоксидная смола является хрупкой, увеличение концентрации шариков вызывает монотонное возрастание у, чем сильнее адгезия, тем менее выражен этот эффект, хотя сами по себе эффекты умеренны. При более высоких температурах, когда смола становится более податливой, обработка наполнителя силанами, увеличивающими адгезию, приводит к уменьшению энергии разрушения (см. рис. 12.19 и 12.20). Максимальные значения у наблюдаются в этом случае при обработке наполнителя силиконовым антиадгезивом пластифицирующее действие непрореагировавшего отвер-дителя также увеличивает у- Изучение поверхностей разрушения (рис. 12.21) показывает, что у может качественно коррелировать с шероховатостью поверхности разрушения, свидетельствующей о работе, затраченной на распространение трещины (на номинальную площадь поверхности), аналогичную корреляцию наблюдали Брутман и Сах [133], которые обнаружили образование подповерхностных трещин, дающих дополнительный вклад в рассеяние энергии. Эти наблюдения не противоречат предыдущим результатам, иллюстрирующим отрицательное влияние стеклянных шариков на V в системе стеклянные шарики — ПФО [938, 974]. [c.338]