Химическая природа поверхности субстратов

Наиболее существенен учет каталитического влияния субстратов на закономерности анионной полимеризации а-цианакрилатов. Прежде всего следует учитывать наличие на соединяемых поверхностях следов воды, вызывающих преждевременное отверждение адгезивов. Их удаление является важным условием для разработки воспроизводимой технологии склеивания. Однако даже в отсутствие воды химическая природа поверхности субстратов оказывает заметное влияние на скорость (табл. 20) и эффективность (рис. 26) процесса изготовления клеевых соединений [417] сопротивление сдвигу адгезионных соединений стали ЗОХГСА и сплава титана ОТ-4, полученных с помощью этил-а-цианакрилата, существенно различается, составляя при Таблица 20. Продолжительность (с) - - - [c.116]

ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ПОВЕРХНОСТИ СУБСТРАТОВ [c.182]

Второе направление квантовохимического прогнозирования катализаторов связано с построением квантовохимических моделей поверхностей твердых тел, структуры хемосорбированных комплексов субстрат — катализатор или непосредственным изучением акта реакции на различных контактах. Молекулярные модели нашли широкое применение для решения различных задач теории твердого тела, в том числе связанных с адсорбцией и гетерогенным катализом. Их достоинствами являются относительная простота, наглядность, возможность точного учета геометрии решетки и химической природы атомов, а недостатками — трудности адекватного учета непрерывного спектра зонных состояний твердых тел. [c.61]

Окрашенные вещества часто называют красителями. Однако, в действительности, между этими терминами существует различие. Красителями называют окрашенные веш ества, которые окрашивают текстильные волокна и или) другие субстраты кожу, мех, бумагу, микроорганизмы) или в них растворяются. Далее рассмотрены только красители для текстильной промышленности. Термин окрашивание означает, что краситель с помощью одного из методов крашения посредством электростатических сил, водородных связей, сил ван-дер-Ваальса или химических связей более или менее прочно связывается с поверхностью волокна, фиксируется на волокне . Методы крашения и краситель должны соответствовать химической природе окрашиваемого волокна. Различают четыре типа текстильных волокон. [c.737]

Другая группа вопросов, рассмотренных в этой главе, связана с проявлением эффекта дальнодействия. В связи с этим были рассмотрены методы выявления микрогетерогенности твердой поверхности, локальных электрических нолей и активных центров, обладающих значительным дальнодействием. Дальнодействие поля поверхностных сил субстрата приводит к тому, что значительная по глубине область адгезива, примыкающая к поверхности субстрата, вовлекается в сферу действия поверхностных сил. Это обусловливает не только особенности адсорбции полимеров на твердых поверхностях, по и особенности структуры слоя адгезива, примыкающего к твердой поверхности. Подобный эффект (эффект дальнодействия) — явление достаточно широко распространенное, встречающееся при нанесении на подложки объектов различной природы. Но именно для полимеров эффект дальнодействия особенно ощутим, поскольку в полимерах, даже находящихся в растворе, существуют надмолекулярные образования значительных размеров (фибриллы, домены и т. п.). В этом случае модифицирующее влияние подложки простирается на значительную глубину. В слое полимера, примыкающем к твердой поверхности, происходят не только структурные преобразования — изменяются все физико-химические свойства этого модифицированного слоя. Изменение свойств (в том числе и физико-механических) модифицированного слоя отражается на адгезионной прочности, так как эта характеристика зависит не только от интенсивности молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз, по и от механических свойств компонентов системы. Таким образом, рассмотренные выше процессы формирования молекулярного контакта оказывают определяющее влияние па прочность адгезионного соединения. [c.145]

Механизм усиления полимеров порошкообразными наполнителями — явление чрезвычайно сложное и многогранное. В нашу задачу не входит всесторонний анализ во многом еш е нерешенных проблем усиления, тем более что этому посвящены специальные монографии и сборники [1—3]. Нам необходимо рассмотреть вопросы, важные для установления связи между эффектом усиления и адгезией полимера к частицам наполнителя. Это даст возможность подходить к анализу системы полимер — наполнитель с тех же позиций, что и к любым системам адгезив — субстрат, т. е, учитывать химическую природу соединяемых материалов, наличие функциональных групп и их взаимодействие, пользоваться различными приемами модификации поверхности для повышения адгезии, применять основные положения молекулярной теории адгезии [4, с. 231, 261, 285]. [c.341]

Дать определение тому процессу, который мы называем мытьем, довольно просто. Например, можно сказать, что мытье —это очистка поверхности загрязненного материала в ванне с жидкостью, содержащей растворенное вещество (или вещества)—так называемое моющее вещество (детергент),— которое способствует удалению загрязнений. Однако все остальное гораздо сложнее. Физико-химическая природа многочисленных факторов, участвующих в процессе мытья, и их относительное значение существенно зависят от типа субстрата, характера удаляемого загрязнения и условий мытья (концентрации моющего вещества, температуры, степени перемешивания). Стоит лишь вспомнить о том, насколько разнообразные операции мытья повседневно выполняют домохозяйки — стирка одежды, мытье посуды и полов и, конечно, мытье рук и тела,— чтобы увидеть, как велико число встречающихся субстратов и как различна природа их загрязнений. [c.509]

Адгезионная прочность соединения зависит не только от химической природы адгезива и субстрата, определяющей характер межфазных связей, но и от особенностей деформации компонентов адгезионного соединения, состояния поверхности соединяемых материалов, полноты молекулярного контакта, что обусловлено реологическими и диффузионными процессами, когезионной прочностью граничных слоев полимера и другими физическими и физико-химическими факторами. [c.8]

При образовании фермент-субстратных комплексов связывание реагирующих молекул должно осуществляться за счет слабых сил. Более того, поскольку продукты ферментативной реакции, как правило, по своей структуре подобны субстратам и,, кроме того, должны удаляться с поверхности фермента в ходе реакции, образование комплекса должно быть легко обратимым процессом. Основываясь на этих соображениях, а также на известных свойствах белков, можно попытаться, исходя из химической природы субстрата, оценить возможные механизмы его взаимодействия с ферментом. Так, образование комплексов с субстратами белковой природы [c.56]

Если реологические свойства расплава или раствора адгезива влияют на процесс установления эффективной поверхности контакта, то структура субстрата (в объеме и на поверхности), зависящая от его химической природы и технологии получения, определяет характер дальнейшего взаимодействия между адгезивом и субстратом. Увеличение полярности адгезива приводит к снижению адгезии к неполярным субстратом таким, как полиэтилен [17], и повышению адгезии полярным субстратам, например к целлофану [18]. [c.175]

Адгезионная способность а-цианакрилатов обусловлена их химической природой, что может быть рассмотрено в рамках термодинамического и молекулярно-кинетического подходов. Учет первого из них превалирует в случае, когда энергетика межфазного взаимодействия адгезива с субстратом определяется любыми силами, за исключением валентных и ионных (что, по меньшей мере на начальных стадиях процесса склеивания обусловливает когезионный характер разделения элементов системы), учет второго — при условии ориентирующего влияния субстрата на граничные и приповерхностные слои адгезива. Выбор между названными направлениями рассмотрения проблемы может быть сделан на основании результатов ИК-спектроскопических исследований закономерностей адгезии а-цианакрилатов к металлам. Этим методом на примере этил-а-цианакрилата установлено [309] уменьшение частоты валентных колебаний карбонильной группы (1751 см ) и увеличение частоты асимметричных колебаний эфирного фрагмента (1252 см- ), что свидетельствует [310] об образовании водородных связей между кето-группами адгезива и гидроксильными группами окисленного металлического субстрата. Рассмотрение поляризованных ИК-спектров сформированных на обработанном 5%-ой серной кислотой алюминии пленок этил-а-цианакрилата толщиной, не превышающей 1 мкм, свидетельствует об ориентации групп 0=С параллельно поверхности субстрата. Регулирование химической природы этой поверхности путем замены окислителя приводит к изменению молекулярной ориентации, что, в свою очередь, обусловливает изменение прочности адгезионных соединений. Следовательно, закономерности адгезии а-цианакрилатов определяются факторами как термодинамической, так и молекулярно-кинетической природы. [c.82]

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]

Величина Ела определяется только химической природой адгезива и субстрата зависит от условий формирования склейки. Развитость рельефа поверхности субстрата влияет не только на 5, но и на измеряемую прочность склейки даже при постоянных значениях и Ела- Например, микродефекты, имеющие форму трапеции (в вертикальном сечении по отношению к плоскости геометрического раздела фаз) и расположенные вершиной к слою адгезива, приведут к образованию тяжей типа заклепка . В этом случае, даже при Еа<з 0, разрушение склейки возможно только путем разрушения такого тяжа. С учетом этого обстоятельства [c.22]

Таким образом, выражение (26) позволяет в параметрической форме учесть вклад составляющих величин в измеряемую прочность клеевых соединений, связав последнюю с 013 и 023 — параметрами, принципиально поддающимися регулированию путем изменения химической природы адгезива и поверхности субстрата, т.е. на стадиях разработки клеевых составов и подготовки субстратов к склеиванию. Можно считать, что в физико-химическом аспекте прочности адгезионных соединений наиболее существенное значение имеет выявление вида функции Елй а 1з,2з). [c.24]

Если реологические свойства расплава или раствора адгезива влияют на процесс установления эффективной поверхности контакта, то структура субстрата (в объеме и на поверхности), зависящая от его химической природы и технологии получения, определяет характер дальнейшего взаимодействия между адгезивом и субстратом. В том случае, когда структура "рыхлая" и между элементами структуры имеются пустоты, адгезия будет определяться диффузионным проникновением молекул или сегментов адгезива в эти пустоты с дальнейшим установлением межмолекулярного взаимодействия. Диффузия возможна и адгезионная прочность велика, если хотя бы один из полимеров (чаще всего адгезив) в начале контакта находится в высоко-эластическом или вязкотекучем состоянии 136]. Так как адгезия определяется глубиной диффузионного проникновения адгезива в субстрат [37], то с увеличением глубины проникновения адгезионная прочность возрастает благодаря увеличению "центров" молекулярного взаи- [c.20]

Из рассмотрения формул субстратов, на которые действуют трипсин и карбоксипептидаза (см. выше), очевидно, что действие этих ферментов зависит главным образом от стереохимической конфигурации молекулярных групп субстрата, от их формы и от их взаимного расположения. Химическая природа расщепляемых связей имеет, повидимому, второстепенное значение. Эта точка зрения хорошо согласуется с утверждением, что соединение фермента с субстратом происходит посредством связей, возникающих между их поверхностями, форма которых соответствует друг другу. [c.280]

Б. В. Дерягин и Н. А. Кротова [38, 40] считают, что двойной электрический слой образуется в результате адсорбции и ориентации полярных групп адгезива на поверхности субстрата. Ориентация молекул вещества у межфазной границы приводит к возникновению между фазами так называемого адсорбционного скачка потенциала зависящего от природы и химического строения молекул адсорбированного слоя. Эти представления [c.165]

Описанные закономерности несложно связать с общими представлениями об адгезии. Применительно к эластомерам соответствующий подход позволил разработать адгезионную теорию их усиления [431, 432]. Однако для обычных систем адгезив-субстрат эти представления требуют уточнения, поскольку имеющиеся в литературе данные о свойствах переходных слоев противоречивы. Они обусловлены тем, что в основе изменения плотности переходного слоя по сравнению с объемом фазы лежат не термодинамические, а молекулярно-кинетические факторы, поскольку характеристикой полимера, определяющей его поведение в переходных слоях, служит не ст, а гибкость макромолекулярных цепей х. Действительно, если первая из этих величин для данного полимера постоянна и, следовательно, не представляет собой функции расстояния от поверхности, то параметр 5 непосредственно связан как с химической природой цепи, так и с ориентирующим влиянием границы раздела фаз . Действительно методом молеку- [c.93]

Как было отмечено выше, энергия активации процесса разрушения определяется главным образом природой субстрата. Такой вывод следует из данных по разрушению, в частности волокнистых композиционных материалов, когда энергия активации разрушения адгезионного соединения соответствует энергии активации разрушения матрицы [490]. В рассматриваемом случае сушественное значение имеет также объемное содержание волокна (субстрата). Так, прочность композиционных материалов при растяжении линейно связана со степенью их наполнения только при использовании коротких волокон, причем угол наклона построенных прямых определяется природой полимерной матрицы [491]. Показательно, что для подобных зависимостей (рис. 46) характерно дискретное изменение от значений, отвечающих разрушению адгезива (матрицы), до величин, соответствующих разрушению субстрата (волокна) [475]. Более детальный анализ показывает [492], что дискретные значения энергии активации разрушения стеклопластиков кратны энергии активации процесса химической деструкции стекла и , причем UJu = т, где ш-целые числа, связанные с числом связей, разрываемых в напряженном композите за одну тепловую флуктуацию. Некоторое варьирование значений энергий активации может быть обусловлено, как и в рассмотренном выше случае термодеструкции тонких слоев полимеров, наличием на поверхности субстратов различных примесей, например воды на сорбционно-активном по отношению к ней стекловолокне [493, 494]. [c.106]

Более обоснованные представления о связи химической природы полимеров с их адгезионными свойствами были развиты Дерягиным и сотр [49]. Приняв, что на границе раздела адгезив - субстрат образуется двойной электрический слой, представилось естественным предположить, что заряжение поверхности разрыва после разрушения системы происходит в результате разделения зарядов, противолежащих в плоскости раздела донорно-акцепторных пар. В качестве стандартного субстрата было выбрано стекло, гидроксильные группы на поверхности которого путем модификации последовательно замещали другими. Затем на модифицированную поверхность наносили полимер, выбранный с учетом наибольшей вероятности образования межфазных донорно-акцепторных связей, после чего [c.169]

Повышение эффективности адгезионного взаимодействия связано с влиянием химической природы и состояния поверхности субстратов не в меньшей степени, чем с соответствующими характеристиками адгезивов. [c.182]

Повышение адгезионной способности полимеров при обработке коронным разрядом может быть обусловлено не только генерированием гидроксильных групп и двойных связей, но и изменением морфологии поверхности. Так, фокусирование действия электрического разряда путем установки с обратной стороны полиэтиленовой пленки гравированного контртела сушественно увеличивает прочность адгезионных соединений [748]. Изменение адгезионной способности полимеров при постоянной концентрации активных функциональных групп на их поверхности не противоречит теоретическим представлениям об адгезии в силу необходимости учета не только химической природы макромолекул, но и их подвижности-фактора молекулярно-кинетической природы. Действительно, удалось осуществить активацию полиэтиленовой пленки под действием барьерно-скользящего разряда (благодаря относительно широкой зоне ионизации уменьшающей возможность прожигания или электропробоя субстрата) [749]. При этом изменений в строении полимера не происходит (было обнаружено только накопление некоторого количества двойных связей и кислородсодержащих групп), а ИК-спектроскопические данные свидетельствуют о повышении подвижности макромолекул в переходных слоях субстрата. [c.188]

Этот вывод следует также из анализа результатов другого распространенного способа подготовки субстратов к взаимодействию с адгезивами-модификации полимеров прививкой на их поверхность различных функциональных групп. Этот способ неоднократно описан в литературе, он позволяет регулировать не только химическую природу, но и степень заряженности полимерных поверхностей. Поэтому ограничимся констатацией того факта, что функциональные группы, наиболее эффективно увеличивающие адгезионную способность высокомолекулярных соединений, включают, как правило, атомы с неподеленными электронными парами, обеспечивающими рост поверхностной энергии. [c.188]

Субстраты, характеризующиеся повышенной адгезионной способностью, образуются в результате соответствующего воздействия либо на поверхность, либо на объем фазы. В любом случае конечным эффектом является модификация поверхностных слоев субстратов адгезионноактивными группами, которые, увеличивая поверхностную энергию материала, одновременно обеспечивают возможность образования химических связей с адгезивом. Выбор таких групп, достаточно широкий для адгезивов, в случае субстратов существенно сужается в связи с ограниченностью существующих методов модификации [35]. С другой стороны, если на стадии синтеза полимеров адгезионного назначения или на стадии разработки адгезивов их характеристики можно варьировать в достаточно широких пределах, то изменение химической природы поверхности субстратов в промышленных масштабах менее реально, хотя и оправданно. Поэтому в данном случае ограничиваются введением функциональных групп, способных одновременно к повышению и поверхностной энергии, и реакционной способности субстратов. [c.34]

Реальная химическая структура поверхности достаточно сложна и сведений о ее свойствах и возможности сочетания с клеем бывает часто недостаточно или они вовсе отсутствуют. Поэтому для выбора оптимального способа обработки поверхности следует проводить обширные эксиериментальные работы. Суть подготовки поверхности иод склеивание заключается ч том, чтобы с помощью химических, электрохимических, механических процессов, использования модифицирующих добавок, адгезионных грунтов или других способов изменить природу поверхности субстрата, сделать ее более активной при контакте с клеем для получения требуемой прочности [34, с. 70—89]. Прн окончательном выборе способа подготовки поверхности следует учитывать конструкторские и технологические особенности соединения и изделия в целом, а также условия эксплуа-таццц. [c.120]

Наиболее известным окислительным методом изменения химической природы поверхности полимеров является воздействие минеральных кислот и их солей. Сопоставление эффективности дробеструивания, парового обезжиривания и хроматного травления субстратов показывает, что лучшие результаты обеспечивает последний способ [721]. Кислотная обработка стали в самых различных средах приводит к существенному изменению ее фрактографических характеристик, что оказывает заметное влияние на прочность адгезионных соединений с полимерами. Адгезионная способность даже столь низкоэнергетического полимера, как политетрафторэти- [c.183]

Механическая обработка полимеров помимо удаления слабых граничных слоев и очевидного влияния на топографию поверхности изменяет также свойства поверхностных зон субстратов, что является непосредственной предпосылкой изменения прочности клеевых соединений. Действительно, механизм роста адгезионной способности, связанный с интенсификацией реологических процессов, не исчерпывает возможных направлений межфазного взаимодействия. Практически одновременно с выдвижением механической концепции адгезии [1] было обращено внимание на возможность сопровождающего абразивную обработку изменения химической природы поверхности полимерных субстратов [777]. Действительно, при наложении внешней нагрузки концентрация различных, прежде всего кислородсодержащих, функциональных групп в полиэтилене заметно возрастает [778, 779]. Наиболее заметный рост их содержания в случае деструкции в гелиевой атмосфере характерен для дизамещенных этиленовых групп, минимальный-для карбоксильных групп. Благодаря механо деструкции на воздухе значительно увеличивается содержание альдегидных и карбоксилатных групп, в меньшей степени-метильных и монозаме-щенных этиленовых груии. В целом, как и следовало ожидать, на воздухе преобладают кислородсодержащие группы, в атмосфере гелия-углеводородные. Общий механизм их образования-свободно-радикальный. Поэтому представляется закономерным вывод о том, что механическая обработка субстратов должна сопровождаться генерированием свободных радикалов. Их наличие в результате механодеструкции полимеров наблюдали по снижению интенсивности эмиссии при введении акцептора радикалов (гидрохинона) [780], а также с помощью метода ЭПР, свидетельствующего. [c.192]

По эффективности действия стабильные радикалы в настоящее время, по-видимому, лидируют среди адгезионноактивных модификаторов поверхности полимеров. Это обстоятельство обусловлено соответствием их химической природы требованиям, вытекаюшим из теоретических представлений, рассмотренных в разд. 4.1. Методом ЭПР-спектроскопии установлено, что сорбция субстратами стабильных радикалов не затрагивает свободных единиц валентности последних. Поэтому наблюдаемые эффекты роста прочности клеевых соединений связаны главным образом с переходом от присоединения или замещения к свободно-радикальному механизму межфазного взаимодействия, которое, благодаря рекомбинационному характеру, не ограничено химической природой модифицируемых субстратов и обусловливает практически универсальную активность действия соответствующих модификаторов. [c.197]

При кoнtaктe клеящего вещества (адгезива) и склеиваемого материала (субстрата) между ними возникают различные связи— межмолёкулярные, химические, водородные (для более прочного взаимодействия контактирующие материалы должны содержать в своем составе способные к взаимодействию функциональные группы), Природа этих связей определяет прочность клеевых соединений. Кроме того, на прочность клеевого соединения влияют химическая природа и структура адгезива и субстрата, и состояние поверхности склеиваемых материалов, условия формирования клеевых соединений и ряд других факторов [2]. [c.9]

Проведенный анализ показывает, что, основываясь на принципах МН, используя одни и те же физико-хими-ческие операции, оборудование, возможно целенаправленно осуществлять формирование поверхности различных типов матриц и синтезировать объекты с прецизионным регулированием состава и строения на самом сложном для технологии материалов иерархическом уровне. При этом выбор конкретных технологических режимов будет определяться химической природой и свойствами исходного субстрата (подложки), применяемых низкомолекулярных peai-ентов, образующихся новых поверхностных функциональных групп, а также последовательностью подачи реагентов. [c.267]

Многие вещества, встречающиеся в растительных или животных организмах, способны существовать более чем в одной стерео изомерной форме однако обычно эти формы могут встречаться раздельно, а некоторые из них могут вообще не еуществовать в природных продуктах. Сохранение одной какой-либо стереО изомерной конфигурации в процессе многочисленных превращений, непрерывно протекающих в результате обмена веществ в клетках, связано с селективным действием энзимов. В современных теориях энзиматического действия делается предположение, что энзим образует с соединением, на которое он действует (т. е. с его субстратом), комплекс энзим-субстрат, который затем распадается на свободный энзим и продукты энзиматической реакции. Способность энзима различать стереоизомеры означает наличие согласующейся стереоизомерии в точках присоединения, или активных центрах, поверхности энзима. Эта мысль становится вполне приемлемой, если мы вспомним, что.энзимы во своей химической природе являются белками и, следовательно,.построены в значительной мере из аминокислот, обладающих Д.-конфигурацией. [c.611]

Криофобность в отличие от гидрофобности и других свойств полимеров исследована гораздо в меньшей степени. Изучение зависимости криофобных (антиобледенительных) свойств полимеров и полимерных материалов от их химической природы и строения показывает, что факторами, ответственными за криофобность, являются на молекулярном уровне - неполярность (или малая полярность) поверхности нолимера или субстрата, ее заполнение метильными или перфторме-тильными группами на уровне макроскопических свойств - высокий (>90°) краевой угол смачивания водой, т,е. гидрофобность поверхности, малое критическое поверхностное натяжение смачивания (<25 дин/см), практическое отсутствие влагопоглощения, [c.117]

Достаточным условием в этом случае является создание возможно более полного контакта, адсорбции адгезива на поверхности субстрата. При смачивании твердой поверхности полимерами и взаимном смачивании полимеров требуется дополнительная энергия на изменение конфигурации цепи25 . Поэтому давление, применяемое при формовании дублированных систем, и прогрев являются важным фактором. После достижения контакта двух поверхностей при условии, что поверхностное натяжение на границе раздела полимер — полимер стало меньше, чем было на границе полимер — воздух, возможно протекание процессов взаимного проникновения макромолекул—диффузия. Процесс взаимного проникновения имеет кинетическую природу и в сильной степени зависит от молекулярного веса полимеров, от степени разветвления, а также от температуры, давления и других факторов, влияющих на величину барьера активации диффузии. Исчезновение фазовой границы в процессе диффузии способствует максимальному контакту дублируемых полимеров и создает условия для возможно более полного проявления сил межмолекулярного и химического взаимодействия. Однако не исключена возможность и того, что адсорбированные на поверхности субстрата молекулы адгезива окажутся настолько прочно связаны силами межмолекулярного или химиче- [c.86]

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]

Адгезия представляет собой поверхностное явление, заключающееся в возникновении аттракционного (притягивающего) физического или и химического взаимодействия поверхностей конденсированных фаз при их молекулярном контакте, проводящее к соединению этих поверхностей. Это определение, объединяющее самые различные подходы, рассматривает адгезию в качестве универсального физико-химического, а не технического явления, относит его к классу поверхностных явлений, энергетически характеризует всем спектром аттракционных сил, указывает объекты (любые конденсированные фазы независимо от их природы и структуры) и условия реализации (обеспечение молекулярного контакта фаз) и, наконец, определяет конечный результат как образование адгезионного соединения — новой физически объективной системы с комплексом параметров, отличных от свойств исходных элементов — клея (адгезива) и субстрата (адгеренда). [c.5]

С другой стороны, в зависимости от природы контактирующих объектов и условий их взаимодействия в системе могут реализоваться и иные типы сил. Так, для целлюлозы большую роль играют водородные связи. В ряде случаев адгезионное взаимодействие обусловлено донорно-акцепторными, недисперсионными, ионными связями соответствующим вопросам посвящено большое число работ, обычно полный расчет должен учитывать влияние основных типов связей. Однако наиболее распространено на практике образование химических межфазных связей при получении клеевых соединений. По сути, разработка клеевых композиций и модификаторов поверхности субстратов направлена на введение в их состав функциональных групп, обеспечивающих эффективное осуществление химических реакций через границу раздела фаз. Отметив распространенность такого подхода, подчеркнем, что он не является единственно возможным с теоретической позиции (в силу достаточности,как известно, ван-дер-ваальсовых сил для обеспечения когезионного характера разрушения склеек) и его развитие накладывает принципиальные ограничения на выбор природы контактирующих объектов и технологических Ч Лежимов их взаимодействия. [c.17]

Эффективно также регулирование природы поверхности полимерных субстратов введением в них (модификацией) низкомолекулярных соединений с их последующей миграцией (выпотеванием). Несмотря на то что подобные соединения (например, бензотрихлорид, хлорсульфополиэтилен и т.д.) способны к некоторым изменениям в процессах модификации и выпотевания, их химическую природу легче привести в соответствие с исходными теоретическими требованиями, чем поверхность в целбм. В данном случае существенна прежде всего диффузионная способность модификатора, т. е. возможность обогащения его молекулами приповерхностных и поверхностных слоев субстратов. При условии авмс <анмс низкомолекулярный модификатор стремится мигрировать на поверхность субстрата. Одновременно происходит некоторое снижение энергии поверхности, но, с другой стороны, интенсифицируются процессы смачивания субстрата адгезивом и образования химических связей через границу их раздела. [c.35]

Вещества, используемые для химического осаждения, содержат компоненты, которые выделяются в результате термических реак- ций на поверхности субстрата и образуют покрытие. Процесс разбивается постадийно адсорбция- образование зародышей сформирование осадка. В отличие от физического осаждения (конденсации), когда образование зародышей усиливается с понижением температуры, химическое осаждение происходит, обычно, лишь пр повышенных или высоких температурах. При этом высокая концентрация реагентов может вызвать столь большое пересыщение, что образование зародышей будет происходить и в объеме газовой фазы. Частицы вещества, сформировавшиеся в газовой фазе, падают на подложку и включаются в нормально растущий осадок. Последний процесс часто нежелателен, так как приводит к образованию неоднородных и недостаточно плотных слоев, в особенности, если они имеют неметаллическую природу. Большое значение имеет степень нагрева поверхности. Плотные окисные покрытия получаются лишь в определенных температурных интервалах осаждения. Для АЬОз эта температура близка к 1000 °С, для ВеО — к 1400 °С и т. п. Благоприятным фактором является способность субстрата катализировать образование зародышей. А в общем же, следует всегда считаться с конкуренцией между заро-дышеобразованием на поверхности субстрата и в газовой фазе. [c.11]

При контакте полимеров с телами различной природы на границе раздела также образуется двойной электрический слой. Этот про-цесс является следствием химического взаимодействия адгезива и суб- страта, образования водородных связей, донорно-акцепторного взаи- МО действия, ориентированной адсорбции дипольных молекул адге-зива на поверхности субстрата, различного сродства к электрону ад-Г гезива и субстрата. Во всех этих случаях устанавливается такое распределение электронной плотности, что суммарный эффект приводит к образованию двойного слоя на границе раздела [60]. [c.17]

Прочность сцепления кремнийорганических резин с разнообразными материалами в значительной степени определяет границы их npaKiHqe Koro применения [559]. Адгезия определяется удельной работой, затрачиваемой на разделение субстрата и адгезива. Значение адгезии зависит и от метода разделения — сдвиг вдоль поверхности раздела или отрыв в направлении, перпендикулярном этой поверхности. Экспериментально определенное значение адгезии обычно оказывается на 2—3 порядка меньше расчетного. Взапмодей-чствие между субстратом и адгезивом максимально, если эти материалы состоят из молекул одинаковой полярности и химической природы. [c.59]

Величина aдгeзии в значительной степени определяется состоянием поверхности склеиваемых веществ — ее микрорельефом, отсутствием или наличием трещин, пор и других чисто механических дефектов, а также чистотой поверхности — присутствием на ней различных окислов и агрессивных сред, способных химически реагировать с веществом адгезива или самого субстрата. Отсюда к склеиваемым поверхностям (в случае специфической адгезии) следует предъявлять следующие требования пригодность по своей химической природе к взаимодействию с соответствующими адгезивами отсутствие примесей и загрязнений определенный характер микрогеометрии. [c.187]

Так, рассматривая генезис представлений о природе адгезии полимеров, нетрудно видеть, что механическая концепция отдает предпочтение влиянию микрорельефа поверхности субстрата [1], адсорбционная-сорбции адгезива [2], химическая-образованию валентных межфазных связей [3], диффузионная - совместимости полимеров в зоне адгезионного контакта [4], реологическая-повыщению прочности граничных слоев контактирующих полимеров [5], микрореологическая-затеканию адгезива в микродефекты поверхности субстрата [6], электрическая-сводит проблему к возникновению двойного электрического слоя на приведенных в контакт поверхностях [7], электрорелаксационная-при этом принимает во внимание специфику релаксационных явлений в полимерах [8], молекулярная, по мнению ее авторов, представляет собой развитие адсорбционной концепции [9]. Видимо, наиболее обосновано мнение [10], согласно которому множество разнообразных, иногда взаимоисключающих концепций свидетельствует об отсутствии единой физически непротиворечивой теории. [c.4]

Применительно к адгезии наибольший интерес представляет изменение подвижности макромолекул в переходных и граничных слоях, а также толщины последних. Понятно, что эти параметры определяются не только природой полимеров и реализующегося вблизи поверхности субстрата взаимодействия (имеющего в общем случае, по-видимому, ван-дер-вааль-сов характер [422]), но и способом формирования контакта. Наиболее совершенная упаковка достигается при образовании фазы из разбавленных растворов. Следует также учитывать изменение химического состава граничных слоев полимеров по сравнению с их объемом. Так, в случае полиамидов последний характеризуется избытком содержания атомов углерода [423], что служит прямым подтверждением справедливости высказанного в разд. 2.2.1 предположения о природе близости значений поверхностной энергии высокомолекулярных соединений различной природы. Аналогичный результат применительно к атомам фтора получен Хэммондом на примере сополимеров метилметакрилата с глицидилметакрилатом, обработанных газообразным трифторуксусным ангидридом [424]. Томас и О Малли методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии показали, что переходные слои двойных и тройных сополимеров этиленоксида со стиролом и гексаметиленсебацината с диметилсилоксаном обращены последним компонентом, характеризующимся максимальным значением ст аналогичный результат обнаружен и в случае, когда на алюминиевый субстрат из хлороформных растворов последовательно наносили наноме- [c.92]

Итак, подобный подход позволяет одновременно исследовать влияние адгезива, субстрата и природы межфазного взаимодействия. Последняя, очевидно, определяется наличием активных центров на поверхности субстрата. Действительно, для ионных кристаллов, углеродных волокон и металлов кинетические зависимости термодеструкции тонких слоев полимеров качественно различаются [471]. Методами экзоэлектронной эмиссии [473] и фотодеструкции [474] установлено, что в последнем случае активными центрами служат анионные вакансии в оксидных слоях субстрата. Аналогичный анализ может быть получен для систем, моделируюших обычные адгезионные соединения. После сжатия полимера с металлом в вакууме (1,33-13,3 нПа) при заданных температуре и нагрузке объекты разъединяют и исследуют тем же методом вспышки в масс-спектрометре. В результате установлено [475], что для пар, для которых характерно химическое взаимодействие, на поверхности металла после его контакта с полимером остается весьма тонкий слой последнего (составляюший, например, для системы полиметилметакрилат-тантал 0,5 нм [476]). Этот слой содержит значительное количество разорванных макромолекул с радикалами, не успевающими погибнуть в условиях глубокого вакуума. Более детальный анализ позволяет получить информацию также о расположении функциональных групп адгезива на поверхности субстрата. Так, электронно-стимулированная десорбция полиметилметакрилата с тантала и никеля включает 3 стадии (различающиеся сечениями процесса)-десорбцию ионов НзС из эфирных групп, расположенных перпендикулярно, параллельно поверхности, и обращенных внутрь объема фазы полимера [477]. Подобные эффекты, сложность выявления и однозначной интерпретации которых в настоящее время обусловлена практическим отсутствием корректных методов исследования, связаны с различным числом степеней свободы макромолекулярных цепей адгезива в блоке и при контакте с субстратом. [c.103]