Адгезионная прочность методы измерения

Рис. У.б. Образцы для измерения адгезионной прочности методом отрыва в различных системах

Рис. 1.7. Зависимость адгезионной прочности, измеренной методом вырыва (Лв), в зоне контакта ПЭГ — ПЭЭ (/), ПЯГ —АМ (2), ПЭР — ПЭЦ (5) от деформации подложки (ПЭГ) перед нанесением полимера (ПЭЭ. АМ, ПЭЦ).

Динамические методы измерения адгезионной прочности получили широкое распространение для некоторых клеевых соединений металлов, резин, резин с металлами и кордом [1, 40, 41, 104, 105]. Динамические испытания клеевых соединений металлов проводят при сдвиге, неравномерном и равномерном отрыве. [c.226]

Рассмотренные выше методы измерения адгезионной прочности имеют одно общее свойство — все они разрушающие. Однако во многих случаях желательно оценить адгезию бей нарушения адгезионной связи, и поэтому исследуется возможность создания неразрушающих методов измерения адгезии. Широко известны методы дефектоскопии, позволяющие отыскивать слабые, дефектные места в образцах [1, 119]. Но измерение адгезионной прочности — более сложная задача, чем простое отыскание дефектов. Тем не менее за последние годы в этой области достигнуты значительные успехи. Удалось обнаружить определенную корреляцию между адгезионной прочностью и некоторыми свойствами соединяемых материалов. Например, был предложен метод измерения адгезионной прочности, основанный на определении динамического модуля адгезива с помощью ультразвука. Первоначально устанавливают корреляцию между динамическим модулем адгезива и адгезионной прочностью по какому-либо разрушающему методу [120—122]. Затем в клеевом слое возбуждаются продольные или поперечные волны, соответствующие тем упругим напряжениям, которые возникают в изделии при работе, но значительно меньше их по значению. Так определяют модуль адгезива. Зная соотношение между модулем и адгезионной прочностью, определяют ее значение. [c.229]

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]

Все рассмотренные методы измерения адгезионной прочности характеризуются кратковременным приложением нагрузки. Это так называемые статические методы. Но помимо обычных статических испытаний иногда проводят измерения путем приложения знакопеременных циклически изменяющихся нагрузок, ударных и длительных статических нагрузок [1]. [c.226]

Имеется несколько методов измерения адгезионной прочности, классификация которых по традиционной схеме (неравномерный отрыв, равномерный отрыв и сдвиг) затруднительна. Рассмотрим эти методы отдельно. [c.228]

Проблемы, возникающие при измерении адгезионной прочности методом нормального отрыва, в последние годы неоднократно подробно рассматривались в литературе [172—178, 187]. [c.222]

В табл. 38 приведены результаты определения адгезионной прочности (методом отрыва) в зависимости от условий формирования склеек (в растворенном и вязко-текучем состоянии). В таблице приведены усредненные результаты измерений 8—15 образцов вариационный коэффициент составлял 12—17%. [c.199]

Это прежде всего касается первой части монографии. Значительно больше внимания уделено молекулярному взаимодействию в зоне контакта, сделана попытка анализа этого вопроса с позиций взаимодействия конденсированных фаз. Приведен материал по адсорбции полимеров на различных поверхностях и показана связь этого явления с адгезией подробно рассмотрены вопросы термодинамики адгезии и методы измерения поверхностного натяжения. Гораздо подробнее рассмотрены аспекты проблемы формирования адгезионного контакта, систематизирован материал о влиянии твердой поверхности на структуру и свойства пленок полимеров. Кроме методов измерения адгезионной прочности рассмотрены методы изучения внутренних напряжений. [c.5]

Широкое распространение получили методы измерения адгезионной прочности путем выдергивания из блока полимера введенной туда заранее нити корда, металлической проволоки или стеклянной нити. Часто так определяют прочность связи кордной нити и металлокорда с резиной [40, 41, 87—94] однако наиболее распространен Н-метод (Аш-метод), названный так из-за формы образца, напоминающей букву Н (рис. .11). Подобный метод используют и для определения прочности связи стеклянного волокна со связующим [81—83, 124, 126—169] (рис. .12), а также для [c.223]

Предложен [160] метод измерения прочности связи электроизоляционных покрытий с металлическими подложками — медными проволоками он заключается в определении усилия вырыва подложки из чехла покрытия. Пленка покрытия для придания ей необходимой жесткости заключается в блок из полимера, причем материал блока должен обладать достаточно высокой адгезией к пленке покрытия, с тем чтобы разрушение происходило по границе пленка покрытия — подложка. Кроме того, материал блока должен иметь определенную жесткость и прочность, чтобы обеспечить возможность приложения достаточно больших нагрузок. Наконец, материал блока должен отверждаться в условиях, не приводяш их к изменению адгезионной прочности на границе пленка — подложка. [c.225]

Несмотря на ряд критических отзывов о неразрушающих методах измерения прочности адгезионных соединений [123, 124], эти методы, несомненно, весьма перспективны и заслуживают внимания [192, с. 232 193, с. 265]. Появляются новые методы недеструктивного изучения качества адгезионных соединений. Среди новейших может быть назван голографический метод, и, в частности, ультразвуковая голография [292]. Описаны и другие методы неразрушающего контроля адгезионных соединений [293, 294]. [c.229]

Метод нормального отрыва двух склеенных плоских поверхностей часто применяют при исследовании адгезии полимеров. Если получается адгезионный отрыв, то для определения адгезионной прочности необходимо зависимость прочности склеивания от толщины покрытия экстраполировать на нуль. На принципе измерения работы отрыва пленок от подложки работают предложенные Б. В. Дерягиным [32] адгезиометры, определяющие адгезию как при статическом, так и при динамическом методе отрыва. Эти приборы пригодны только для тех покрытий, у которых адгезия сравнительно невелика. [c.210]

К числу вопросов, имеющих непосредственное отношение к адгезионной прочности, но не нашедших отражение в монографии, следует отнести вопросы механики и расчета прочности клеевых соединений, методы измерения адгезионной прочности, вопросы влияния на адгезионную прочность условий испытания и конструкции адгезионного соединения. Все эти вопросы читатель может найти в соответствующих работах [11 —17]. Данная монография посвящена, по существу, только физико-хи-мическим аспектам адгезии. Но аспекты эти, по мнению автора, являются ключевыми. Межфазные молекулярные силы, ответственные за адгезию, не только влияют на уровень адгезионной прочности, но и оказывают влияние на комплекс свойств адгезионных соединений. От того насколько хорошо мы будем знать механизмы этого влияния, зависят наши успехи в создании новых адгезионных соединений с комплексом заданных свойств. [c.9]

Молекулярному взаимодействию, согласно адсорбционной теории адгезии, предшествует образование контакта между молекулами адгезива и подложки. Повышение температуры, введение пластификатора, повышение давления, применение растворителей — все эти факторы облегчают протекание первой стадии процесса и способствуют достижению более полного контакта. Смачивание и растекание адгезива по поверхности подложки сопровождаются поверхностной диффузией, миграцией молекул адгезива по поверхности. Все эти процессы в той или иной степени являются подготовительными, но играют очень важную роль. Учитывая сказанное, вполне естественным было бы ожидать наличия взаимосвязи между числом функциональных групп и адгезионной прочностью. Такая взаимосвязь была выявлена при изучении адгезии полимеров винилового ряда к целлофану [18, 19]. Оказалось, что между адгезионной прочностью, измеренной методом отслаивания (Ао), и содержанием функциональных групп, например карбоксильных существует непосредственная связь, которая в координатах 1дА—[СООН] описывается прямой. [c.14]

В тех случаях, когда диффузионный механизм исключен, формирование контакта заключается в заполнений полимером микродефектов, углублений, пор на поверхности подложки. На кинетику и полноту этого микро-реологического процесса влияют давление, температура, продолжительность. Эта концепция развивается в работах Гуля с сотр. [26, 47, 61—64]. Учитывая факторы, влияющие на полноту адгезионного контакта, а также факторы, определяющие разрушение адгезионного сое--динения, в [47] дано обобщенное уравнение адгезионной прочности (измеренной методом отслаивания) [c.23]

Несомненный практический и научный интерес имеет зависимость адгезионной прочности от предварительной деформации адгезионного соединения. Экспериментально показано, что зависимость адгезионной прочности от деформации системы стержень—покрытие имеет сложный характер. Оказалось, что адгезионная прочность, измеренная методом вырыва (см. гл. 1), в зависимости от деформации меняется сложным образом, причем для разных систем зависимость имеет различный вид (рис. 3.22, 3.23). [c.154]

В первую группу входят методы центробежный, согласно которому пленка под действием центробежных сил срывается с субстрата, установленного в центрифуге пневматический — под покрытие подается под давлением воздух и по давлению, при котором происходит отслаивание, определяют прочность связи пленки с основой баллистический, по которому покрытие отрывается от субстрата выстреливаемой пулей, расположенной под покрытием решетчатого надреза, в котором мерой адгезии является участок покрытия, не отслаивающийся при прорезании покрытия рядом прорезей, параллельно расположенных под прямым углом друг к другу метод штифтов, по которому покрытие срезается при кручении штифтов, расположенных заподлицо с поверхностью субстрата и изготовленных, как правило, из того же материала, что и субстрат метод срезания покрытия резцом (отслаивания к.тином). Большинство из этих методов не нашли широкого применения из-за технических сложностей и трудности определения адгезионной прочности покрытия. Наиболее прост метод решетчатого надреза, который включен в ряд стандартов на испытания лакокрасочных покрытий (в зависимости от типа п толщины покрытия расстояние между прорезями составляет от 0,5 до 2 мм). Однако это испытание— скорее технологическая проба, поскольку результат измерений трудно интерпретировать в терминах прочности. При определенных ограничениях вполне пригоден и метод штифтов [9], хотя для этих испытаний необходимо изготавливать до- [c.20]

К таким методам относятся механические, оптический и методы прямого измерения адгезионной прочности непосредственно к поверхности стеклянных волокон, а также некоторые недеструктивные способы измерения величины адгезии. Методы прямого измерения адгезионной прочности полимеров к стеклянным волокнам представляют особый интерес для промышленности стеклопластиков. [c.168]

Рис. 74. Схема метода измерения адгезионной прочности при отрыве

Недеструктивные методы определения величины адгезии. Весьма интересны для испытания прочности склеенной системы без ее разрушения так называемые недеструктивные методы определения адгезионной прочности. Эти методы основаны на изучении определенных свойств склейки, которые в некоторой степени коррелируются с соответствующими результатами. измерения адгезионной прочности. Таким образом, недеструктивные методы определения адгезии, разработанные в настоящее время, являются косвенными методами. [c.175]

Методы прямого измерения адгезионной прочности к поверхности волокон. Нами разработаны два метода прямого измерения адгезионной прочности полимеров непосредственно к поверхности стеклянных волокон. В этих методах измеряется сила, необходимая для сдвига волокна относительно пленки полимера, и определяется площадь контакта [74, 75, 106— 110]. [c.181]

Итак, адгезионная прочность является характеристикой, зависящей от ряда факторов, поэтому оправдано стремление получить чистую , не замаскированную другими эффектами, отралоющую интенсивность межфазного взаимодействия. В этом отнощении интересны методы, предложенные в последнее время. Правда, к сожалению, не всегда эти методы являются достаточно удобными, надежными, а некоторые из них вообще ощи-бочны. Так, в [146] предложено вычислять собственно адгезию (Лс) как разность между адгезионной прочностью (Лв), измеренной методом вырыва, и силой трения (Ftp), возникающей в том случае, когда подложка находится внутри полимерного блока сила трения определяется контактным давлением (Рк), создаваемым полимерным блоком на подложку, и коэффициентом трения (ц) [c.47]

Рис. 1.12. Образцы для измерения адгезионной прочности в системе стержень — покрытие методом вырыва о —образец в форме б —образец перед испытанием в —образец после ис-пытапия / — пленка покрытия 2 — блок из эпоксидной смолы.

Имеется, по-видимому, несколько причин сложной зависимости адгезионной прочности от деформации системы подложка—покрытие. Одна из таких причин — упрочнение пленки при деформации — была упомянута выше. Влияние этого фактора тем более вероятно, что на поверхности подложки удалось обнаружить обрывки пленки. Следовательно, прочностные свойства пленки могут внести весьма заметный вклад в адгезионную прочность, тем более, что при измерении адгезионной прочности методом вырыва направление действия внешней нагрузки совпадает с направлением ориентационного упрочнения. Во-вторых, при растяжении системы подложка—покрытие может проявляться эффект механического заклинивания. Дело в том, что при деформации растяжения происходит сужение многочисленных бороздок и канавок, расположенных на поверхности подложки вдоль оси. детали рельефа поверхности, придающие ей так называемую волокнистую текстуру, вызваны волочением и другилш технологическими про- [c.154]

При определении адгезии методом отрыва (или сдвига) очень важным условием является строгое центрирование растягивающего (сдвигающего) усилия. Дж. Бикерман [69] считает, что при измерении адгезионной прочности методом отрыва вследствие неровности новерхности строго перпендикулярное направление усилия, приложенного к микроучасткам поверхности, практически никогда не соблюдается. Г. Коен [70] показал, что адгезионная прочность некоторых эпоксидных смол к металлам при приложении отрывного усилия строго по центру, достигает 400—450 кгс1см , тогда как у плохо центрированных образцов — не превышает 200 кгс1см . [c.170]

Изучение поверхностной энергии полимеров оказывается задачей еще более сложной, чем изучение поверхностной энергии металлов и других неорганических материалов. Своеобразие и специфика свойств полимеров исключают применение многих рассмотренных выше методов для измерения их поверхностной энергии. Это относится прежде всего к механическим методам, методам, основанным на изучении кинетических явлений в кристаллических объектах, и к расчетным. Но количественная оценка поверхностной энергии полимерных субстратов представляет еще больший практический интерес, чем изучение этой характеристики применительно к неорганическим субстратам. Дело в том, что при сочетании полимерных адгезивов с полимерными субстратами соотношения поверхностных энергий оказываются подчас весьма близкими, и при формировании адгезионного контакта наряду с кинетическими факторами особую роль начинают играть термодинамические факторы. Практические вопросы адгезионной прочности могут быть решены только с учетом соотношений поверхностных энергий адгезива и субстрата. Поэтому ведутся интенсивные поиски методов количественной характеристики поверх-/ ностной энергии полимеров. Неоднократно предпринимались попытки определения у путем экстраполяции к комнатной температуре температурной зависимости поверхностной энергии расплава (рис. II.2). Правомерность экстраполяции даже для аморфных полимб ров может быть подвергнута сомнению [95—97]. Дело в том, что переход полимера из расплава в стеклообразное состояние связан с изменением энтропии, а проводя экстраполяцию температурной зависимости поверхностного натяжения расплава, исходят из предположения, что полимер в твердом состоянии [c.60]

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ П ВНУТРЕННИХ НАПРЯИгЕНИИ [c.215]

При измерении адгезионной прочности этим методом (так же, как и при других деструктивных методах измерения адгезионной прочности) имеет место деформация полимера, в данном случае — пленки покрытия. В этом нетрудно убедиться путем анализа диаграммы усилия вырыва, записанной на безынерционном динамометре фирмы Инстрон (рис. 1.13). Обращает на себя внимание характерная особенность этой диаграммы — наличие ярко выраженного снижения усилия после достижения максимума и последующий повторный подъем усилия вырыва. В том случае, когда на стержне отсутствует пленка покрытия, диаграмма вырыва из блока имеет иной вид (рис. 1.13,6). После разру-щения адгезионного соединения (рис. 1.13,6 точка А) усилие снижается до точки Б, а затем на участке БВ остается постоянным благодаря действию силы трения. Подобный же вид имеет диаграмма вырыва для системы связующее— стекловолокно (рис. 1.14). [c.48]

Рис. 1.18. Зависимость относительной адгезионной прочности, измеренной методом вырыва (/), иотносительных остаточных напряжений (2) в пленках на основе ПЭГ (а) и ПЭИ (б) от продолжительности теплового старения при 160° С (а) и 180° С (б).

Итак, адгезионная прочность, измеренная рассмотренным методом, зависит не только от собственно адгезии Ас, но и от деформационной слагаемой Лдеф и от остаточных растягивающих напряжений в пленке покрытия Оост- [c.52]

Приведенные методы следует рассматривать лишь как попытки получения более корректных значений адгезионной прочности, но не как способы измерения работы разрушения межфазных адгезионных связей. Для получения достаточно строгих значений собственно адгезии служит термодинамический способ. Как известно, термодинамическая работа адгезии жидкости к твердой подложке описывается уравнением Дюпре (1.13). Межфазное поверхностное натяжение может быть определено с помощью известного подхода, развитого Фауксом и др. В соответствии с этим подходом на поверхностное натяжение распространяют принцип аддитивности, полагая, что величина у представляет собой сумму двух слагаемых, обусловленных действием дисперсионных сил (у ) и полярных (водородных) свя- [c.54]

Липатов и Мышко также наблюдали корреляционную зависимость между адгезионной прочностью и термодинамическими параметрами. В частности, им удалось показать, что адгезионная прочность, измеренная методом нормального отрыва, и поверхностное натяжение отвержденного полимера изменяются в зависимости от количества ПАВ симбатно [127]. Приведенные выше данные о зависимости адгезионной прочности от [c.55]

Следует различать случаи формирования контакта высоковязких адгезивов (находящихся в высокоэластическом, вязкоупругом или вязкотекучем состоянии) и низковязких адгезивов, применяемых в виде разбавленных растворов, расплавов, низкомолекулярных олигомеров. В первом случае формирование контакта, как правило, проводят в принудительных условиях — давление и повышение температуры. Во втором случае возможно самопроизвольное растекание полимера по поверхности субстрата, хотя принудительный контакт также не исключен. Непосредственное экспериментальное изучение закономерностей формирования молекулярного контакта высоковязких адгезивов с подложками весьма сложно. В некоторых случаях для этой цели применяют метод Мехау [1], основанный на фотометрической регистрации нарушения полного внутреннего отражения в точках контакта полимера с поверхностью полированной стеклянной призмы [2—5]. Применимость этого метода ограничена его разрешающей способностью, определяемой половиной длины световой волны. Несомненно, что для некоторых деталей рельефа этой чувствительности явно недостаточно. Именно поэтому отсутствует симбатность в кинетических зависимостях адгезионной прочности и полнотой контакта, измеренного этим методом. После прекращения роста фактической площади контакта [2, 3] адгезионная прочность повышается (рис. 2.1). [c.66]

Нужно также добавить, что кроме собственных усадочных, а также термических напряжений в адгезионных соединениях в ряде слу-4 чаев действуют ориентационные напряжения, влияние которых на адгезионную прочность и долговечность может быть существенным. Выявление ориентационных напряжений в полимерных покрытиях описано в [29, 30] на примере образцов, представляющих собой стержень с пленкой эмальлака—эмаль-провод. При нагревании имеющего замороженную деформацию образца выше температуры стеклования происходит размораживание деформации или возникают дополнительные напряжения (если размеры образца фиксированы). На рис. 4.12 приведена температурная зависимость остаточных напряжений в пленках полимерных покрытий, полученных фильерным методом. Измерение напряжений производили изометрическим методом [29] на пленках эмальлаков, снятых с эмальпроводов. [c.186]

Адгезию невозможно измерить, не определяя силу, иеобхо-димую для разделения двух соедиеенных поверхностей. Вопрос только в том, какие способы разделения и измерения дают вместе объективные результаты. Выше уже отмечалось, что адге-зионная прочность зависит от геометрической формы соединения и многих других факторов. При измерении адгезионной прочности необходимо создать в соединении такие условия, которые сводят к минимуму влияния геометрической формы и механических свойств субстратов. Выше указывалось, что в наибольшей степени этому отвечают испытания на чистый сдвиг. Ниже схематически описываются некоторые другие методы, не претендующие на чистоту напряженного состоя1Ния, но применяющиеся на практике. [c.214]

Методика измерения заключается в следующем. Пленку адгезива наносят на грань стеклянной призмы и после полимеризации (или высушивания) в поляризованном микроскопе при помощи поворотно-кальцит-ного компенсатора КПК определяют величину двойного лучепреломления, возникающего в стекле вблизи границы раздела стекло — полимер, под действием напряжений в пленке полимера. Зная величину двулученрелом-ления, можно определить величину напряжений, возникших в стекле, при помощи специальных тарировочных графиков, по которым устанавливается зависимость между напряжениями и величиной двулучепрелом-ления. Пленку полимера наносят на стекло многократно, до тех пор, пока не наступит самопроизвольное отслаивание пленки. Авторы оптического метода считают, что в момент отрыва пленки от стекла возникшие напряжения равны величине адгезионной прочности. О нарушении связи между стеклом и полимерной пленкой можпо судить также по уменьшению величины двулучепреломления. [c.176]

В табл. 3 приведены результаты, полученные Г. Алтером и В. Соллером [81], при измерении адгезионной прочности (ультрацентрифугаль-ным методом) эпоксидной смолы марки эпон-1001, отвержденной диэтилентриамином, к чистой и гладкой стальной поверхности и к шероховатой — обработанной механическими способами очистки и протравленной кислотой. [c.188]

Значительный интерес представляет изучение температурной зависимости адгезии при использовании методов определения адгезионной прочности непосредственно к поверхности стеклянных волокон [75, 107, 108, 110]. В работе В. В. Лаврентьева, Ю. А. Горбаткиной и др. [181] описан адгезиометр, сконструированный для измерения прочности адгезионного сцепления различных полимеров с поверхностью волокон в широком интервале температур. [c.207]

Дж. Мак-Бен, В. Ли и Д. Хопкинс [49] считают, что увеличение адгезионной прочности в тонких слоях обусловливается возможностью ориентации молекул адгезива в тонком слое. На рис. 114 приведены полут1ен-ные ими данные при измерении адгезионной прочности шеллачного клея методом отрыва от металлических поверхностей. Аналогичная зависимость была получена Т. Кроу [195] и И. Юкихико [200]. Увеличение толщины клеевого слоя при склеивании стеклянных поверхностей весьма заметно уменьшает величину адгезии при комнатной температуре, при повышенных температурах эта зависимость проявляется менее четко, что обусловливается повышением скорости релаксационных процессов и, соответственно, снижением величины напряжений. [c.216]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология