Внутренние напряжения зависимость от адгезионной прочности

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]

Существует достаточно четкая зависимость внутренних напряжений от адгезионной прочности [92, 99, 100, 120, 122, 125, 126, [c.178]

Рис. 2,29. Зависимость внутренних напряжений (/) и адгезионной прочности (2) покрытий из поливинилового спирта от концентрации ацетатных групп.

При исследовании взаимосвязи между внутренними напряжениями, фи-зико-механическими свойствами и прочностью взаимодействия на границе полимер-подложка обнаружена симбатная зависимость внутренних напряжений от адгезионной прочности. Из этого следует, что активное взаимодействие полимера с подложкой всегда сопровождается резким нарастанием внутренних напряжений и понижением долговечности покрытий из олигомерных систем. [c.162]

Иногда наблюдают симбатное повышение внутренних напряжений с увеличением адгезионной прочности [122, 126, 140]. Такая зависимость, например, отмечается при введении наполнителя в полиэтиленовые покрытия на металлах. Однако наиболее типичная зависимость адгезионной прочности от внутренних напряжений имеет антибатный характер нарастание внутренних напряжений сопровождается снижением адгезионной прочности, и наоборот. Было показано [113], что изменение состава растворителя в лаке на основе поливинилформальэтилаля приводит к немонотонному изменению внутренних напряжений и адгезии к алюминию максимальному значению адгезионной прочности соответствует минимальное значение внутренних напряжений (рис. IV.22). Антибатная связь между адгезионной [c.178]

Вторая проблема, затронутая в настоящей главе, — внутренние напряжения. Эта проблема более специфична для адгезионных соединений, чем для монолитных образцов. Именно на примере соединений из разнородных материалов можно в полной мере выявить то решающее влияние внутренних напряжений, которое они оказывают на механические свойства и особенно на долговечность системы. Внутренние напряжения — это, по существу, постоянно действующая статическая нагрузка, и адгезионные соединения фактически всегда находятся в напряженном состоянии. Концентрация напряжений в адгезионном соединении, возможность их релаксации, выбор оптимальных условий формирования и эксплуатации адгезионного соединения — все это имеет важное значение для прочности адгезионного соединения. Зависимость адгезионной прочности от толщины слоя адгезива нужно рассматривать, учитывая все упомянутые факторы. [c.203]

Зависимость адгезионной прочности и внутренних напряжений, возникаю-ишх при формировании покрытий, от концентрации ОДА является немонотонной. и на кривой обнаружен. максимум при 1" -ном содержании ОДА [121]. [c.112]

Пластификаторы, пигменты и наполнители по-разному влияют на адгезионную прочность покрытий. В большинстве случаев зависимость адгезионной прочности от концентрации пластификаторов имеет максимум, особенно если используют полярные пластификаторы и полимеры (рис. 4.11). Экстремальная точка приходится на концентрацию пластификатора, при которой Тс материала иленки близка к комнатной. Увеличение адгезионной прочности — результат адсорбции пластификатора на активных центрах твердой поверхности и изменения ее природы, а также снижения внутренних напряжений в покрытии. [c.90]

Такой характер зависимости прочности отражает основные процессы, протекающие при формировании и отверждении пленки образование адгезионных связей между клеем и субстратом, повышение прочности при возникновении и увеличении плотности пространственной сетки и релаксация внутренних напряжений. [c.116]

Другой причиной зависимости прочности адгезионного соединения от толщины слоя адгезива могут быть внутренние напряжения [39, 40, 42, 45, 48, 56]. Суммарный эффект действия напряжений, приводящий к ослаблению адгезионной связи, оказывается выше в случае более толстых слоев адгезивов. При более равномерном распределении напряжений в адгезионном соединении зависимость прочности от толщины слоя адгезива проявляется меньше [57, с. 27]. Это, в частности, наблюдается на склеенных встык кольцеобразных образцах при испытании на кручение, когда возникает однородное напряженное состояние с небольшо [c.169]

Зависимость усилия разрушения от толщины слоя адгезива с повышением температуры испытания постепенно изменяется (рис. IV.14). Если при температурах от —60 до —24 °С с уменьшением толщины слоя адгезива наблюдался рост разрушающего усилия, то при температуре 22 °С зависимости уже не наблюдается. Это обусловлено затратой работы на деформацию слоя адгезива в сочетании с влиянием масштабного эффекта и действием внутренних напряжений. При низкой температуре проявляются главным образом два последних фактора и значение адгезионной прочности с уменьшением толщины слоя адгезива возрастает. [c.170]

Интересно, что при малых добавках ОБК когезионная и адгезионная прочности изменяются противоположным образом. При этом довольно ощутимое различие меледу ними (почти 40 МПа) не может быть обусловлено внутренними напряжениями [92], возникающими в процессе отверждения ЭО, ввиду их незначительности. Вместе с тем сопоставление концентрационных зависимостей параметров т и Лр пленок клеевых композиций позволяет предположить существование определенной корреляции между ними (отметим, что рост параметра Лр с увеличением содержания ОБК происходит за счет резкого возрастания деформативности системы, даже несмотря на некоторое уменьшение показателя Ор). Ранее [67] при исследовании ударопрочности ЭКК было установлено, что высокая работа разрушения их связана с образованием в процессе гелеобразования дисперсной каучуковой фазы, способной рассеивать энергию за счет пластической деформации. При этом существенно, чтобы температура стеклования эластомер ной фазы была значительно ниже температуры испытаний, т. е. чтобы в условиях испытаний каучук находился в высокоэластическом состоянии. Важен также объем каучуковой фазы. При анализе [c.102]

Рис. 1. Зависимость относительной адгезионной прочности (/) и относительных внутренних напряжений (2) от продолжительности старения при 160 °С образцов с полиэфирным покрытием.

Обнаруженную рядом авторов . з4-зб экстремальную зависимость величины адгезионной прочности от содержания функциональных групп можно объяснить уменьшением подвижности сегментов макромолекул полимера с увеличением содержания полярных групп, что снижает вероятность контакта функциональных групп адгезива и субстрата, а также приводит к возникновению в покрытии внутренних напряжений, действующих против сил адгезии. Если же за основу взят жесткий полимер, то при введении в его состав компонента, придающего полимеру эластичность, можно получить монотонное увеличение адгезионной прочности с увеличением концентрации этого компонента. [c.114]

Кривые изменения прочности пленок и клеевых слоев в зависимости от содержания ФФС в композиции, полученной в оптимальных условиях, имеют характерные максимумы (см. рис. 3.31). При этом максимум прочности пленок при растяжении совпадает с максимумом на кривой изменения удельной вязкости, в то время как максимум прочности клеевых слоев обнаруживается при значительно большем содержании ФФС. Адгезионные свойства покрытий определяли.по величине предельных критических напряжений, вызывающих самопроизвольное отслаивание покрытий от подложки. Из рис. 3.32 видно, что с увеличением содержания ФФС адгезионная прочность возрастает. Однако с повышением содержания ФФС наряду с улучшением адгезионных свойств наблюдается нарастание внутренних напряжений. Увеличение прочности склеивания волокон, полученных при обработке кожи и кожевенных изделий композицией ПФ-30, по сравнению с тем же показателем при использовании композиции ПФ-80 связано с тем, что запас адгезионной прочности при использовании ПФ-30 в 1,6 раза больше, чем при склеивании ПФ-80. [c.129]

Зависимость логарифма длительной адгезионной прочности полиэфирных покрытий из лака ПЭ-219 на древесине от величины внутренних напряжений является линейной. Покрытия из этого лака, имеющие запас адгезионной прочности А Овн > 2) не отслаиваются при испытании их в атмосферных условиях в течение 2 лет и более. Аналогичное влияние природы подложки на долговечность покрытий обнаруживается и при других условиях эксплуатации. Так, при испытании ускоренными методами было установлено, что долговечность покрытий, сформированных на красном дереве и березе, на порядок ниже долговечности покрытий на ясене и древесностружечной плите. При низкой температуре ( — 40 С) покрытия на березе растрескались через 11-16 ч испытания, а на ясене и древесностружечной плите-через 120 ч и более. [c.152]

РИС. 6.3. Зависимость прочности при растяжении ар (/), адгезионной прочности Од (2) и внутренних напряжений СГ , (3) от [c.166]

Важным технологическим фактором, маскирующим влияние термодинамических параметров на характер обсуждаемых зависимостей, являются внутренние напряжения, возникающие в адгезиве при его отверждении. Роль этого фактора часто переоценивают, говоря даже о невозможности сопоставления поверхностных энергий полимеров с прочностью их адгезионных соединений. Тем не менее его влияние можно учесть, сложив значения напряжений в клеевом шве, измеряемые в зоне их максимальной концентрации, с сопротивлением разрушению системы в целом. [c.79]

Толщина покрытий оказывает существенное влияние на их долговечность. Было установлено, что с увеличением толщины покрытий долговечность их снижается гю линейному закону при использовании в качестве критерия долговечности внутренних напряжений и при построении графической зависимости этих параметров в полулогарифмических координатах. Особенность формирования полиэфирных покрытий на древесине состоит в том. что они обнаруживают ярко выраженный анизотропный характер распределения внутренних напряжений в зависимости от направления во.локон древесины. Внутренние напряжения, измеренные в направлении, перпендикулярном направлению волокон древесины. в 8-10 раз больше, чем напряжения вдоль волокон. Это связано, вероятно, с тем, что при формировании покрытий на древесине между отдельными волокнами образуются своего рода клеевые слои, способствующие ориентации структурных элементов в направлении, перпендикулярном направлению волокон. Эффект анизотропии в распределении внутренних напряжений проявляется только при определенной величине адгезионной прочности пленкообразующего к волокшютым подложка.м. определяющей степень ориентации структурных элементов. При исследовании влияния природы волокна на внутренние напряжения и адгезионную прочность в более простых по химическому составу полисти-рольных покрытиях было установ.лено, что отношение величины внутренних напряжений, возникаюших поперек и вдоль во.локон, зависит от величины адгезионной прочности, С понижением адгезии плепкообра-зующего к волокну внутренние напряжения поперек волокон становятся равными напряжения.м вдо.ль волокон, а при малой ве.личине адгезионной прочности эти напряжения меньше, чем вдоль волокон [c.150]

Таким образом, из приведенных экспериментальных данных вытекает, что при формировании полиэфирных покрытий на немодифицированных подложках обычно наблюдается прямая зависимость между величиной внутренних напряжений и адгезионной прочностью покрытий. Равные или меньшие внутренние напряжения соответствуют большей величине адгезии только в том случае, когда модификатор подложки образует на ее поверхности подслой, отличаюшийся не только высокой адгезионной прочностью к подложке, но и большей эластичностью по сравнению с покрытием, что способствует релаксации внутренних напряжений. Эффективны только те грунтовочные и порозаполняюшие составы, которые сушественно понижают величину внутренних напряжений, способствуя увеличению запаса адгезионной и когезионной прочности покрытий. Эти условия соблюдаются только в том случае, когда применяемые для обработки подложки модифицирующие материалы понижают внутренние напряжения в значительно большей степени, чем адгезионную прочность или вызывают резкое понижение внутренних напряжений без изменения адгезии. [c.154]

Прочность адгезионного соединения зависит от толщины слоя адгезива, как правило, увеличиваясь с уменьшением последнего. Эта зависимость может определяться paэличны xг причинами. В первую очередь, к ним относится масштабный фактор, роль которого можно объяснить с позиций статистической теории прочности твердых тел [40, 41]. Другая причина - внутренние напряжения [7, 42, 431, суммарный эффект действия которых, приводящий к ослаблению адгезионной связи, оказывается выше для более толстых слоев адгезива. Имеются попытки объяснить зависимость адгезионной прочности от толщины слоя адгезива влиянием твердой поверхности в предположении, что вероятность деформации тонкого слоя адгезива меньше, чем толсто- [c.21]

Была изучена временная зависимость адгезионной прочности полиэфирных покрытий на основе ненасыщенных полиэфиров, отвержденных стиролом и триэтиленгликолевым диэфиром метакриловй кислоты и сформированных на различных подложках, а также алкидных покрытий. Временная зависимость адгезионной прочности покрытий из олигоэфирмалеинатов от величины внутренних напряжений получена при формировании покрытий при 18 °С. Величина предельных критических напряжений, вызывающих самопроизвольное отслаивание покрытий, определялась путем прогрева образцов в течение 10 ч при80°С через различные промежутки времени. Было установлено, что между логарифмом т долговечности покрытий и внутренними напряжениями существует линейная зависимость, причем характер этой зависимости сохраняется для покрытий, полученных из различных пленкообразующих полиэфирных лаков (ПН-1, ПЭ-219, ПЭ-220), алкидных и эпоксидных и других олигомеров [30—32, 37, 38]. [c.15]

Рис. IV.24. Зависимость внутренних напряжений Ц) и адгезионной прочности 2) в системе пленка попиэфирциа-нуратного эмаль-лака—металл от продолжительности старения при 220 °С (в сутках).

МПа при 293 К [198]. Этот эффект объясняют уменьшением внутренних напряжений в отвержденном адгезиве. Активные пластификаторы типа либо льняного или тунгового масла [231,232], либо монометакрилового эфира этиленгликоля также способствуют росту прочности адгезионных соединений за счет сополимеризации в анаэробных условиях с основным мономером. Отрицательное влияние пластификаторов состоит в снижении долговечности изделий при их термостарении. Для названной триэтиленгликольдиметакрилатной композиции и ее непластифицированного аналога кинетические зависимости прочности [198] различны (рис. 7). [c.58]

Характер влияния функциональных групп на внутренние напряжения и другие физико-механичесние свойства пленок зависит также от химического состава и жесткости основной цепи. В работах [61, 62] показано, что для латексов на основе сополимера бутилакрилата и бутилметакрилата введение тех же функциональных групп по-иному сказывается на механических свойствах покрытий (табл. 2.8). В этом случае наибольшие внутренние напряжения возникают в покрытиях из сополимера с амидными группами эти покрытия отличаются также большей адгезией. В то же время большая прочность обнаруживается при введении в систему карбоксильных групп. Иной характер изменения свойств покрытий из этих систем связан со специфическими особенностями структурообразования. Более низкая прочность пленок из латексов с амидными и нитрильными группами для этих латексов связана с формированием неоднородной глобулярной структуры. В то же время структура латексных частиц из полимера с карбоксильными группами состоит из развернутых молекул и не выявляется даже при длительном кислородном травлении образцов. Внутренние напряжения в покрытиях из эластомеров, как и из олигомеров, полимери-зующихся с образованием пространственно-сетчатой структуры, коррелируют с изменением адгезионной прочности покрытий в зависимости от природы функциональных групп. Это свидетельствует о том, что адгезионное взаимодействие для эластомерных покрытий также вносит решающий вклад в торможение релаксационных процессов при их формировании. [c.72]

Торможение релаксационных процессов на определенной стадии отверждения олигомеров оказывает влияние на кинетику изменения других свойств, в частности теплофизических. Установлена взаимосвязь между кинетикой изменения теплофизических параметров и внутренних напряжений как при формировании, так и при старении полимерных покрытий. Из рис. 3.10 видно, что теплопроводность изменяется антибатпо внутренним напряжениям. Закономерности в изменении внутренних напряжений и теплофизических параметров в зависимости от условий формирования оказались общими и наблюдаются для покрытий, сформированных из эпоксидных и алкидных смол [93, 98—100]. Антибатный характер изменения теплофизических параметров и внутренних напряжений обнаруживается также в зависимости от толщины покрытий (рис. 2.57 и 2.58). Для пленок теплофизические параметры не зависят от толщины, в то время как для покрытий наблюдается немонотонное изменение их в зависимости от толщины. Это связано с меньшей плоскостной ориентацией структурных элементов в пленках. Степень ориентации структур в плоскости подложки зависит от прочности адгезионного взаимодействия и величины возникших в покрытиях внутренних напряжений. [c.138]

Приведенные выше уравнения не отражают действительного сложного напряженного сотояния, возникающего в наполненных и армированных системах [58—60]. Они не учитывают также существенного влияния на величину и характер распределения внутренних напряжений прочности адгезионного взаимодействия на границе полимер — наполнитель, в зависимости от которой с увеличением концентрации наполнителя внутренние напряжения могут возрастать, резко понижаться или оставаться неизменными. [c.40]

Октадециламин оказывает влияние на скорость формирования и старения покрытий в результате взаи.модействия NH-rpynn модификатора с карбонильными группами олигоэфира с образованием водородных связей, что приводит к изменению конформации макромолекул и упорядочению надмолекулярной структуры покрытий. Немонотонная зависимость внутренних напряжений, адгезионной прочности и скорости отверждения под действием ультрафиолетового облучения обусловлена концентрацией предварительно введенного в олигоэфир пероксида, например пероксида бензоила. Максимальное значение этих параметров наблюдается при введении в композицию пероксида в количестве Г . [c.112]

В зависимости от породы древесины порозаполнители оказывают различное влияние на свойства покрытий. При обработке порозаполнителями типа КФ-1 поверхности крупнопористых пород древесины наблюдается резкое снижение внутренних напряжений в покрытиях до 0,5-1,5 МПа при одновременном значительном уменьшении адгезионной прочности до 0,6-1,5 МПа. Это приводит к тому, что при эксплуатации покрытий внутренние напряжения становятся соиз.меримыми с адгезионной прочностью и вызывают их самопроизвольное отслаивание. [c.153]

Поскольку уравнения (7.28) — (7.31) описывают относительное изменение Л во времени, то они могут быть использованы для расчетов при любых относительных влажностях. При анализе опытных данных необходимо иметь в виду характер зависимости О от концентрации. К этому следует также добавить, что вполне определенные корреляции и различия между эффективным значением прочности адгезионной связи и номинальным, которое описывается приведенными уравнениями, могут быть также учтены. Различие между Лном и Лэфф в кинетике, обусловленное действием ряда факторов, например внутренними напряжениями, проявится лишь в деталях процесса, но не в основной тенденции. Выяснение влияния таких факторов может быть выполнено на основании сопоставления опытных и расчетных кинетических зависимостей. [c.281]

Адгезионная прочность пЬрошковых пентапластовых покрытий в зависимости от температуры предварительного нагрева металлической подложки характеризуется кривой с максимумом при 310— 320 °С (рис. 51). Положение максимума определяется стабилизатором, окислительной средой, предварительным у-облучением порошка [124], способом подготовки поверхности. Фосфатирование стальных деталей увеличивает максимальное значение адгезии до 21,5 МПа против 15,7 МПа (до 220 против 160 кгс/см ) [ИЗ]. Травление поверхности алюминия азотной кислотой или едким натром увеличивает адгезию пентапластовых покрытий в 2 раза [45, с. 76]. Для повышения адгезии предлагаются адгезионно-активные соединения диизоцианаты, у-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9), эластичные грунты [125]. Последние снижают и внутренние напряжения в покрытиях [126]. Разработан также ряд способов увеличения адгезии покрытий из нентапласта закалка [109], добавка к пентапласту нитрозосоединений [128], наполнение пентанласта порошковым алюминием. Проверка последнего способа показала увеличение адгезии более чем в 2 раза [45, с. 88 125]. Режимы охлаждения пентапластовых покрытий подробно исследовались Бугорковой [156, 252]. Оптимальным режимом является закалка в холодной воде, обеспечивающая повышенную адгезию и эластичность и пониженные внутренние напряжения. [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология