Долговечность адгезионных соединений

Как уже отмечалось ранее, одним из важных факторов обеспечения противокоррозионных свойств лакокрасочных покрытий является адгезионная прочность и ее стабильность при эксплуатации. В производственных условиях адгезионная прочность большинства покрытий при эксплуатации в водных сероводородсодержащих средах и влажной производственной атмосфере падает и нередко достигает нулевых значений. Прочность и долговечность адгезионных соединений определяется как природой поверхности металла, так и физико-химическими свойствами граничных слоев полимера. В большинстве опубликованных работ по исследованию адгезионных соединений рассматривается в основном влияние химической природы или структурных особенностей пленкообразователей на величину адгезионной прочности подложки и ее роли в процессах межфазного взаимодействия не уделяется должного внимания. Вместе с тем известно, что физико-химическое состояние подложки существенно влияет на процессы адгезионного взаимодействия и особую роль в этих явлениях играет адсорбированная на подложке вода [58]. [c.78]

Долговечность адгезионных соединений определяется сложным комплексом факторов, среди которых важная роль принадлежит внутренним напряжениям, возникающим в адгезиве. Описано множество различных способов и методов измерения внутренних напряжений в самых различных материалах — металлах, стеклах, органических полимерах. Некоторые из этих методов могут быть применены для измерения напряжений в клеевых слоях, покрытиях, связующих. [c.216]

В работе [87] показано, что полное слияние латексных частиц с образованием однородных пленок не всегда приводит к повышению когезионной прочности. Это связано с тем, что наличие неоднородностей, обусловленных неполной коалесценцией или другими причинами, способствует перегруппировке кинетических элементов под действием силовых полей, рассасыванию перенапряжений и, следовательно, повышению долговечности адгезионных соединений. Однако недостаточная однородность пленки, полученной из латекса, может быть и причиной ее разрушения, если латексные частицы в пленке связаны друг с другом преимущественно вследствие сегментальной локальной диффузии и пластификации эмульгатором и водой, а температура формирования пленки выше температуры релаксационного перехода в стеклообразное состояние, но ниже температуры стеклования полимера [88]. Предполагается, что под действием внешних сил пленка латекса растягивается за счет различной деформации глобул [89]. [c.77]

Модификация субстрата и адгезива различными веществами, в том числе поверхностно-активными, существенно влияет на прочность и долговечность адгезионных соединений (см. ниже). Известно, что введение 0,5—3,0% неионогенных ПАВ типа ОП-7 и ОП-10 в полиэфирный и другие клеи улучшает смачивание металлов, стеклопластиков, асбестоцемента и других конструкционных материалов и, следовательно, повышает прочность соединений [48], Модификация поверхности стекла силанами снижает поверхностную энергию со 120 до 27—44 мДж/м [49]. [c.15]

Приведен анализ современного состояния проблемы адгезионной прочности соединений на основе полимеров показано, что адгезионная прочность зависит не только от адгезии, но и от деформационно-прочностных свойств компонентов адгезионного соединения, а также от остаточных напряжений, структуры полимера и особенностей деформации полимера совместно с подложкой. Отдельная глава посвящена долговечности адгезионных соединений и прогнозированию адгезионной прочности. [c.272]

Согласно представлениям, изложенным в разд. 1.1, снижение энергетического барьера на границе раздела контактирующих фаз должно способствовать росту прочности и долговечности адгезионных соединений. Одним из направлений реализации такого подхода является введение в состав адгезивов компонентов с пониженной поверхностной энергией, например содержащих атомы фтора или кремния. Его перспективность подтверждается приведенными выше результатами смешения а-цианакрилатов с фторсодержащими сомономерами. [c.98]

Однако за последние годы накопились данные, существенно расширяющие представления о роли молекулярных сил в адгезионных соединениях, показывающие многообразие путей воздействия межфазных молекулярных сил на свойства адгезионных соединений. Под действием этих сил преобразуется структура прилегающего слоя полимера, что в конечном итоге определяет долговечность адгезионного соединения и характер его разрушения. [c.4]

Адгезионное взаимодействие обеспечивает способность жестких сетчатых полимеров к большим обратимым деформациям в адгезионном соединении, в несколько раз превосходящим их разрывные деформации в свободном соединении. Кроме того, адгезионное взаимодействие с полимером оказывает влияние на состояние поверхности подложки и на ее деформационно-прочностные свойства. Наконец, межфазные молекулярные силы определяют кинетику релаксационных процессов, что в конечном итоге определяет долговечность адгезионных соединений. Разумеется, проблемы прочности адгезионных соединений не исчерпываются вопросом о межфазных молекулярных силах. Однако их влияние разнообраз- [c.4]

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ АДГЕЗИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ [c.176]

Рис. 4.3. Зависимость долговечности адгезионного соединения стекло — полиэфирная смола от напряжения [15].

Рис. 4.4. Зависимость долговечности адгезионного соединения сталь —Ф-3 при 30 ), 50 (2) и 75 °С (3) от напряжения [20].

Возможность применения зависимости (4.3) к адгезионным соединениям, в том числе к комбинированным и композиционным материалам, рассматривалась в работах [7, 15—27]. На рис. 4.3 приведена зависимость долговечности от напряжения [15] для адгезионного соединения полимер — подложка. Разрушение этого соединения при отслаивании покрытия происходит под действием остаточных напряжений. Как видно из рисунка, полученная зависимость соответствует уравнению (4.3). Аналогичный вид зависимости долговечности адгезионного соединения от напряжения получен ив [16]. Температурную, а также температурно-силовую зависимость долговечности адгезионных соединений изучали как на системах полимер—металл [17, 19], так и на системах полимер—полимер [21]. На рис. 4.4 и 4.5 приведены характерные вееры прямых, получающиеся в координатах lgт—о и 1дт—1/Г при различных температурах и напряжениях. На рис. 4.6 приведены зависимости долговечности при кручении клеевых соединений алюминия, которые в координатах 1дт—о описываются прямыми линиями. Подобный же характер имеют зависимости долговечности клеевых соединений от напряжения при различных температурах (рис. 4.7). На рис. 4.8 приведе- [c.179]

Рис. 4.5. Зависимость долговечности адгезионного соединения тиокол — эпоксидная смола при напряжениях 1,0 (/), 1,5 (2), 2,0 (5) и 2,5 МПа (4) от температуры [18].

При изучении долговечности адгезионного соединения необходим учет особенностей напряженного состояния. Это обусловлено высокой чувствительностью долговечности к напряжению а, а кроме того, основано на зави- [c.184]

Однако существует-сложная зависимость остаточных напряжений от температуры, а также от продолжительности ее действия, т. е. уравнение (4.6) представляет собой фактически формальную запись достаточно очевидного положения. Однако в настоящее время дать более конкретное выражение для долговечности адгезионного соединения, имеющего остаточные напряжения, способные понизить долговечность соединения, не представляется возможным. [c.185]

ЗАВИСИМОСТЬ ДОЛГОВЕЧНОСТИ АДГЕЗИОННОГО СОЕДИНЕНИЯ ОТ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ЗОНЕ КОНТАКТА ПОЛИМЕРА С ПОДЛОЖКОЙ [c.193]

При учете высказанных соображений становится очевидным, что долговечность адгезионных соединений, композиционных и комбинированных материалов не может монотонно повышаться с ростом интенсивности межфазного взаимодействия. Блокирование части активных центров поверхности подложки с помощью модификатора увеличивает расстояние между точками взаимодействия полимера с подложкой, что создает более благоприятные условия для протекания релаксационных процессов и тем самым способствует росту адгезионной прочности [87, 88]. Большое число прочных связей адгезива с подложкой затрудняет релаксацию напряжений, способствуют созданию локальных перенапряженных зон и в результате снижает адгезионную прочность. Поэтому иногда бывает выгоднее пожертвовать ча- [c.196]

При молекулярно-кинетическом подходе могут быть получены соотношения для определения долговечности адгезионных соединений с учетом возможности не только адгезионного, но и когезионного разрушения адгезионного соединения. [c.71]

Долговечность адгезионных соединений при динамических нагрузках отличается специфичностью. Развитие процессов усталости при переменных циклических нагрузках (от внешних сил или температурно-влажностных и иных внутренних напряжений) происходит быстрее, чем при статических нагрузках. Данных по этому вопросу накоплено достаточно много [26, 27, 302—318], однако рамки настоящей книги не позволяют рассмотреть их. [c.222]

Таким образом, возможность эффективного межфазного взаимодействия полимеров, обусловливающая образование прочных и долговечных адгезионных соединений, связана с необходимостью соблюдения двух условий. Первое из них состоит в выборе системы, для которой по термодинамическим причинам возможно развитие локальной диффузии через границу раздела фаз. Согласно второму условию, макромолекулярные цепи контактирующих объектов должны обладать высокой подвижностью, создающей молекулярно-кинетические предпосылки для формирования максимальной площади межфазного контакта. [c.115]

Пластификаторы а-цианакрилатов предназначены для той же цели — повышения долговечности адгезионных соединений. В качестве пластификаторов используют простые эфиры и эфиры фосфорных кислот (одновременно снижающие горючесть изделий [356]) и наиболее часто — эфиры карбоновых кислот, обычно фталевой и себациновой [380], например аллилбутил-о-фталат [356]. Повышая подвижность макромолекул отвержденного адгезива, они изменяют температурный интервал его эксплуатации, что подтверждается результатами термомеханических измерений [305, 306] (рис. 24). Побочный эффект состоит в некотором снижении сопротивления сдвигу адгезионных [c.105]

Загустители вводят в а-цианакрилаты из-за их невысокой вязкости, приводящей к излишнему растеканию адгезива по поверхности субстрата. Поскольку для обеспечения достаточной долговечности адгезионных соединений адгезив не должен быть склонен к микрорасслаиванию на отдельные компоненты,, в качестве загустителей наиболее оправдано применение полицианакрилатов. Действительно, как следует из табл. 17, растворение последних в этил-а-цианакрилате практически не снижает Рсд в отличие от полиакрилатов одновременно суще- [c.106]

В то же время следует иметь в виду, что диффузия адгезива в субстраты способна оказывать на прочность и долговечность адгезионных соединений не только положительное влияние. Действительно, развитие данного процесса может привести к проникновению триизоцианата через фазу эластомера на границу раздела последнего с металлом, что снижает эффективность адгезионного взаимодействия в условиях межфазного контакта. Эта закономерность в свете известной концепции промежуточных слоев [18, 499] имеет, по-видимому, общее значение, поскольку ранее она была обнаружена на примерах крепления резин к металлам фенолоальдегидными олигомерами [500, 501], и позволяет интерпретировать факты [502] влияния одного субстрата на изменение адгезионной способности другого. Учет этих факторов необходим, в первую очередь, при выборе оптимальных сочетаний эластомеров и металлов, предназначенных для изготовления надежных адгезионных соединений. [c.144]

Первые три фактора связаны с конечной прочностью клеевых соединений в принципе аналогично индивидуальным полимерам, не приведенным в адгезионный контакт. Об этом свидетельствует возможность привлечения для анализа прочности склеек различных температурновременных суперпозиций (например, основанных на известном уравнении Вильямса — Ландела — Ферри) [22], а также аппроксимация обобщенной кривой долговечности адгезионных соединений зависимостью, аналогичной уравнению Журкова, что позволяет осуществлять много-параметровое прогнозирование прочности. Давление контактирования, как следует из реологических данных (см. 1), прямо не связано с прочностью склеек. Действительно, статистический расчет максимального числа молекулярных контактов, основанный на теории взаимодействия эластомеров с твердым телом, показал незначительную зависимость от давления тем не менее этот факт не снижает существенности косвенного влияния давления на прочность адгезионных соединений, например через толщину слоя адгезива с1. [c.25]

Вследствие того что разрушение адгезионных соединений часто происходит не точно по межфазной поверхности, а сопровождается преимущественно разрушением одного из компонентов, возникло убеждение, что межфазные молекулярные силы не оказывают влияния на прочность и долговечность адгезионного соединения [4]. По мнению автора — это недопустимое упрощение, которое может привести к серьезным заблуждениям. Пренебрежение ролью адгезии и ее влиянием на прочностные свойства адгезионных соединений противоречит многолетнему практическому опыту активного воздействия на адгезионную прочность [1, 5—7]. Однако вопрос о том, в какой степени изменение интенсивности взаимодействия полимера с подложкой влияет на адгезионную прочность при постоянстве всех прочих факторов, влияющих на эту характеристику, до настоящего времени не решен из-за методических лoжнo teй. Дело в том, что трудно осуществить чистый эксперимент, при котором компоненты отличались бы только химической природой поверхности при постоянстве всех прочих параметров. Поскольку разрушение, адгезионного соединения всегда сопровождается затратой работы на деформацию компонентов, становится очевидным, что изменение деформационно-прочностных свойств компонентов в объеме или даже в тонком приповерхностном слое может повлечь за собой изменение вклада деформационной составляющей в общий баланс работы разрушения. Это обстоятельство и является основным препятствием установления однозначной связи между характером межфазных связей и адгезионной прочностью. [c.7]

Одним нз важнейши.х факторов, влияющих на адгезионную прочность, являются остаточные напряжения, возникающие в адгезионных соединениях и концентрирующиеся на границе раздела фаз. Обусловленные усадочными явлениями в слое полимера, а также различием термических коэффициентов расширения компонентов, эти напряжения зависят от релаксационных процессов и определяются также характером межфазных связей. Последний момент, отражающий, по существу, влияние межфазных молекулярных сил на адгезионную прочность, изучен в настоящее время недостаточно. В одном из разделов монографии показано, что ограничение интенсивности адгезионного взаимодействия в зоне контакта двух полимеров позволяет реализовать амортизирующую роль межфазной поверхности в условиях действия высоких остаточных напряжений и тем самым повысить долговечность адгезионного соединения. [c.9]

Остаточные напряжения представляют собой дополнительный фактор, снииоющий долговечность адгезионного соединения. С известным приближением можно принять, что остаточные напряжения суммируются с внешней нагрузкой, и поэтому выражение для температурно-силовой зависимости долговечности адгезионной прочности с учетом остаточных напряжений можно записать следующим образом [7, 21, 25] [c.185]

Прямыми экспериментами показано, что метод перемножения коэффициентов дает другое значение прочности, чем прочность клеевого соединения при совместном действии температуры и длительной нагрузки (табл. 8.1). Характерно, что разница между расчетными и экспериментальными значениями уменьшается по мере снижения влияния концентрации напряжения (при повышении температуры и переходе от испытаний на сдвиг при растяжении к испытаниям на сдвиг при кручении) [26]. Трудность использования указанного метода подтверждается также при исследованиях других гетерогенных полимерных систем стеклопластиков и древесно-волокнистых плит. Следовательно, испытания долговечности адгезионных соединений следует проводить в условиях, по возможности приближающихся к естественным, т. е. при одноврехменном действии разных факторов. [c.213]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология