Влажностные напряжения

Эпоксидные клеи, модифицированные эластомерами (К-139, К-153), при прочих равных условиях обеспечивают более высокую атмосферостойкость клеевого соединения благодаря перераспределению температурных и влажностных напряжений, возникающих при изменении погодных условий. Это относится к склеиванию как однородных, так и разнородных материалов. Введение в клей наполнителей, способствующих сближению коэффициентов линейного расширения клеев и склеиваемых материалов, повышает атмосферостойкость. В районах с более влажным и жарким климатом снижение прочности соединений на эпоксидных клеях более значительно, чем в районах с сухим климатом. В то же время выдержка в тропической камере при отсутствии перепада температур мало влияет на прочность этих клеевых соединений. Доотверждение, например эпоксидных клеев, происходящее во времени, и рост их жесткости могут отразиться на атмосферостойкости, особенно при испытаниях на неравномерный отрыв или раздир. [c.46]

Иногда при увлажнении повышается и прочность адгезионных соединений [57, 157, 158]. Авторы работы [275] наблюдали повышение прочности клеевого соединения алюминия при выдержке образцов в течение 2—8 суток в метаноле, что они объяснили снятием внутренних напряжений. Однако для большинства адгезионных соединений действие влаги приводит к отрицательным последствиям [265—269, 273, 278—282], но иногда снижение адгезионной прочности имеет обратимый характер. Причины снижения адгезионной прочности во влажной среде весьма разнообразны, но одна из основных связана с действием так называемых влажностных напряжений. Напряжения в клеевых соединениях, вызванные поглощением влаги из окружающей среды, могут по абсолютному значению превосходить собственные напрян е-ния [57]. Ограничение деформации клеевой пленки при набухании или усушке клея или склеиваемых материалов — основная причина влажностных напряжений. Поскольку скорость увлажнения адгезива определяется коэффициентом диффузии, а это процесс [c.180]

Температура воды, используемой для приготовления клея, должна быть комнатной. Соотношение клей вода = 1 1,9—2,1 время созревания клея —, к)т 15—20 мин до 1,5 ч. Прочность соединений древесины на этих клеях сопоставима с прочностью при скалывании древесины твердых лиственных пород (10,0—13,0 МПа). Водостойкость соединений в холодной воде довольно высока через 24 ч прочность при скалывании снижается до 7 МПа. В противоположность фенольным, карбамидным и другим полимерным клеям пленка отвердевшего казеинового клея, набухая в йоде, пластифицируется, что способствует релаксации влажностных напряжений в клеевом соединении, вызванных набуханием древесины. Это обусловливает высокую долговечность клеевых соединений на казеиновом клее при эксплуатации в не слишком жестких условиях, т. е. при ограниченном и не очень длительном увлажнении. Строительные конструкции на казеиновом клее могут эксплуатироваться в течение 40—50 лет. [c.30]

По сравнению с фенольными резорциновые клеи несколько в большей степени поглощают воду, что благоприятно сказывается на релаксации влажностных напряжений в клееной древесине. Поэтому резорциновыми клеями можно склеивать древесину повышенной влажности (20—25 %), что требуется при транспортировании экспортных пиломатериалов. [c.61]

Метод пограничного слоя обладает также тем преимуществом, что позволяет учесть температурные, усадочные и влажностные напряжения и выявить их роль в прочности модели в целом. Он является более общим по сравнению с традиционным методом расчета, хотя лишь незначительно усложняет расчеты и анализ. Этим методом решен ряд задач о прочности адгезионных соединений, решение которых в замкнутом виде прежде получить не удалось. Все точные аналитические и численные методы расчета адгезионных моделей приводят к получению на краях соединения бесконечно больших значений касательных напряжений (см. например [10, 28, 29]), а потому для анализа разрушения по максимальным касательным напряжениям непригодны. (Анализ решений, полученных с помощью метода пограничного слоя, см. ниже). [c.98]

Водостойкость карбамидных клеев повышается при добавлении фурилового и бензилового спиртов, роль которых, вероятно, сводится к пластификации клея. Оптимальное количество модифицирующих добавок зависит от плотности древесины и влажностных напряжений [5]. [c.176]

Напряжения, возникающие при сушке древесины, опаснее напряжений при увлажнении, поскольку по мере снижения влажности растет модуль упругости древесины. Поэтому необходимо ограничивать нижний предел влажности склеенной древесины. Таким образом, увлажнение можно рассматривать как пластификацию древесины, увеличение ее податливости. Прочность соединений древесины на различных клеях при раскалывании и равномерном отрыве при увлажнении возрастает, хотя при других методах испытаний увлажнение снижает прочность [5, 104—106]. Результат зависит от соотношения между значением влажностных напряжений в соединениях и степенью их релаксации, с одной стороны, и [c.188]

Повышения водостойкости клеевых соединений можно добиться разными путями. Способы повышения водостойкости сводятся в поверхностной защите клеевых соединений от действия влаги, снижению водопоглощения, диффузии и пористости склеиваемых материалов и клеев, их модификации различными способами, снижению влажностных напряжений конструктивными мерами или модификацией клея, адсорбционной обработке склеиваемых материалов веществами, повышающими водостойкость соединений, повышению прочности и водостойкости адгезионных связей полимер — субстрат. Выбор метода зависит от природы склеиваемых материалов, условий эксплуатации клеевого соединения и других факторов. [c.195]

Действие атмосферы на клеевые соединения имеет ярко выраженный циклический характер. Можно выделить суточную цикличность (главным образом освещения и температуры), сезонную (температуры, влаги и в меньшей степени освещения), цикличность, связанную с изменением погоды, и т. д. Таким образом,, действие атмосферы приводит к возникновению в клеевых соединениях температурно-влажностных напряжений циклического характера. Чем больше их значение и чем скорее они меняются, тем быстрее утомляется соединение, что ограничивает его долговечность. Как будет показано ниже, усталость вследствие физических процессов (а не химической деструкции) определяет атмосферо-стойкость большинства соединений. [c.207]

Предложен ряд методов ускоренных испытаний, основанных на предположении, что действие атмосферы сводится исключительно к деструкции полимера вследствие его старения. В соответствии с этими методами соединения подвергаются действию экстремальных температур и влажности в течение сроков, соответствующих интегральному времени действия этих факторов в данном климатическом районе. Однако при этом не учитывается, что для реальных изделий подчас опаснее не деструкция, а физические процессы усталости при действии на полимер постоянных и переменных температурных и влажностных напряжений. [c.207]

Приведенные данные свидетельствуют о том, что чувствительность различных клеев к ускоренному старению сильно зависит от условий испытаний и деформаций склеиваемых материалов при действии температуры и влаги. Основную роль играют процессы физического утомления клея вследствие циклического изменения температурных и влажностных напряжений. Это не исключает з ряде случаев и химическую деструкцию клея. [c.213]

Атмосферостойкость зависит от температурно-влажностных напряжений в клеевых соединениях, развивающихся при суточных и сезонных колебаниях температуры и влажности. Соединения стали находятся в худших условиях, чем соединения алюминия, поскольку разница коэффициентов линейного расширения склеиваемых материалов и клея, обусловливающая температурные напряжения, в этом случае большая. [c.216]

Стойкость клеевых соединений к воздействию естественных климатических факторов является одним из критериев оценки их работоспособности, поскольку именно эти факторы действуют на клеевые соединения при хранении изделий. Сезонные и суточные перепады температуры воздуха, изменение спектра солнечного света в зависимости от времени года, интенсивность солнечной радиации, наличие в воздухе солей и пыли, изменение влажности, различное содержание кислорода в воздухе, атмосферные явления (ветер, дождь, гроза)—-все это сказывается на работоспособности клеевых соединений. Поскольку указанные факторы действуют периодически, атмосферное старение носит ярко выраженный циклический характер. В результате этого в соединениях возникают циклические температурно-влажностные напряжения, приводящие к усталостному разрушению клеевого шва [374]. [c.220]

Величина влажностных напряжений зависит как от вида связующего, так и условий эксплуатации и может быть довольно высокой [c.83]

Рис. 4. Кинетика развития влажностных напряжений в зависиности от вида связующего

Для вычисления температурных напряжений в константы (5.43) вместо Вдк следует подставить их выражения из (5.21). Влажностные напряжения, по-видимому, аналогичны температурным, если соотношения между анк в (5.21) будут подобными выбранным Шк- [c.124]

Анализ показывает, что изменение свойств адгезионных соединений при длительной эксплуатации в значительном числе случаев происходит не из-за химической деструкции полимера, а вследствие физической усталости, вызванной действием температурных и влажностных напряжений, которые концентрируются на границе адгезив — субстрат. Вероятность снижения физи-ко-механических характеристик адгезионных соединений из-за химической деструкции или усталости определяется комплексом факторов, включающим структуру полимера, условия эксплуатации, характер адгезионного взаимодействия и др. Химические процессы, очевидно, более вероятны при прочих равных условиях для лакокрасочных покрытий, на которые воздействуют солнечное излучение, влага и т. п. Однако в этом случае доступность адгезионных связей действию агрессивных факторов зависит от проницаемости лакокрасочной пленки, ее толщины и т. д. Для большинства клеевых соединений и волокнистых композитов характерны процессы физической усталости [26]. [c.234]

К основным атмосферным факторам, которые влияют на клеевые соединения, относятся воздействия температуры, света, кислорода и влаги. Поскольку все эти факторы действуют периодически (зональная, суточная и сезонная периодичность), то атмосферное старение носит ярко выраженный циклический характер. В результате в соединениях возникают циклические температур но-влажностные напряжения, которые приводят к развитию процессов усталости в клеевом шве. Это обстоятельство (а не только химическая деструкция) в основном определяет атмосферостойкость большинства клеевых соединений. [c.45]

Для большинства соединений на эпоксидных клеях снижение прочности при действии воды обратимо. Если при сушке снижаются влажностные напряжения, но появляются усушечные, то прочность снижается необратимо, что видно на примере соединений древесины и древесины со сталью (см. гл. 7). Обратимость не зависит от продолжительности увлажнения соединений алюминия. Восстанавливается примерно 60% потерь прочности при увлажнении [19, 20]. Причины обратимости прочности часто усматривают в восстановлении разрушенных водой водородных связей между гидроксильными группами эпоксидного клея и гидратированной поверхностью субстрата. Однако, очевидно, что не меньшее значение имеет снижение влажностных напряжений (см. ниже). [c.170]

Карбамидные, карбамидомеламиновые и меламиновые клеи широко применяются для склеивания древесины водостойкость соединений на их основе интенсивно изучалась [5, 33, 34, 44]. Следует подчеркнуть, что при определении водостойкости соединений на карбамидных клеях необходимо четко разделять основные факторы, которые обусловливают снижение прочности соединений. Эти факторы делятся на химические — гидролитическая устойчивость отвержденного клея — и физические — действие на клеевой шов влажностных напряжений. По стойкости к гидролизу клеи на основе карбамидных, меламиновых и карбамидомеламиновых смол несколько различаются. Наименее стойки клеи на основе карбамидных смол [45, 46] степень их гидролитического расщепления сравнительно невысока (за 24 ч при 100 °С выделяется около 15% связанного формальдегида). [c.174]

Повышение водостойкости при введении в клей добавок происходит не только в результате его гидрофобизации, но и в результате пластификации, снижающей влажностные напряжения. Наиболее распространено повышение податливости клеев совмещением их с эластомерами. Например, использование специально разработанных резорцинокаучуковых и эпоксидно-каучуковых клеев [21] позволило повысить стойкость к постоянному и периодическому увлажнению соединений строительных материалов, различающихся по температурно-влажностным деформациям [140, 141]. Кроме применения эластичных клеев известен способ, основанный на использовании прочных, но жестких клеев в сочетании с грунтом из клея меньшей жесткости. Выпускаются также двухслойные пленочные клеи с одной стороны — пленка эпоксидного, а с другой — каучукового клея. В подобных системах температурно-влажностные напряжения могут релаксировать, что резко повышает надежность клеевых конструкций. [c.196]

Ускоренная смена влажностных напряжений, ведущая к раскачиванию клеевых соединений и их разрушению, предусмотрена испытаниями на расслаивание клееной древесины по ASTM D1101-59 с применением увлажнения в вакууме и последующей форсированной сушки. Чем плотнее древесина, тем большие напряжения возникают в соединениях и тем скорее они расслаиваются (рис. 7.1) [5]. [c.208]

Настоящая публикация посвящена исследованиям кинетики нарастания и релаксахщи внутренних влажностных напряжений. [c.83]

Внутренние напряжения - усадочные и температурные, развивающиеся в полтюрных материалах при различных режимах твердения, при разной толщине покрытий и т.д., - были изучены с помощью оптического и консольного методов [7-ю]. Для определения влажностных напряжений был с некоторыми изменениями применен консольный метод,поскольку он позволяет проводить исследования в агрессивных жидкостях. [c.84]

Наибольшее снижение влажностных напряжений в композициях на основе эпоксидных смол наблюдается в 10%-ной серной кислоте, наименьшее - в воде, щшчем такая закономерность сохраняется независимо от степени наполнения. У конпозиций иа основе фурановых смол, наоборот, влажностные предельные напряжения во времени снижаются сильнее в воде, чем в кислоте. Как показали представленные результаты, при прогнозировании надежности и долговечности работы противокоррозионной защиты, выполненной с применением полимерных материалов, необходимо iqpoMe напряжений,вызванных градиентом температур, процессом усадки и механическими факторами, учитывать диффузионные влажностные напряжения. [c.88]

Метод пограничного слоя имеет также то преимущество, что позволяет учесть температурные, усадочные и влажностные напряжения, создаваемые клеем, и выявить их роль в прочности лодели в целом. [c.64]