Адгезия в реальных системах

Абсолютное значение величины адгезии зависит от интенсивности межмолекулярного и химического взаимодействия в зоне контакта. Межмолекулярное взаимодействие (вандерваальсовы дисперсионные силы) проявляется на расстоянии 5А и меньше Поэтому для достижения высоких значений адгезионной прочности в реальных системах большое значение имеет также ряд другие факторов. Вязко-эластические характеристики адгезива определяют способность к заполнению трещин, шероховатостей и прочих микродефектов на поверхности субстрата. Смачиваемость дублируемых материалов создает тесный контакт и необходимые предпосылки для межмолекулярного взаимодействия. Вследствие диффузии молекул дублируемых полимерных материалов, а также низкомолекулярных веществ, входящих в состав полимерных композиций, образуется переходный слой, который способствует повышению адгезионной прочности. Прочность сцепления двух разнородных материалов зависит как от поверхностных сил, так и 01 [c.189]

Итак, проблемы, возникающие при формировании адгезионного контакта, весьма разнообразны. С одной стороны — это вопросы смачивания и растекания, связанные с термодинамикой адгезии и частично рассмотренные в гл. II. Однако применение термодинамических параметров к реальной системе адгезив — субстрат осложнено рядом обстоятельств. Во-первых, любая твердая поверхность обладает микрошероховатостью. Процессы смачивания и растекания в реальных условиях развиваются во времени, и шероховатость поверхности оказывает влияние на кинетику этих процессов. Во-вторых, важнейшим фактором, определяющим кинетику этих процессов, являются реологические свойства адгезива. [c.145]

Б. Адгезия в реальных системах [c.361]

В реальных системах определяющую роль нередко играют совершенно другие факторы. Для хорошей адгезии необходима довольно большая площадь фактического контакта между фазами. Однако, как показано на рис. VII-8 (гл. VII), жидкость, надвигающаяся на шероховатую поверхность, может захватывать воздух, и, таким образом, в этом случае хороший контакт между фазами ограничивается только частью поверхности. Предотвращению образования такой составной поверхности способствует небольшой краевой угол. В результате одним из критериев хорошей адгезии является растекание клея по поверхности [52], хотя, как показано выше, это может не соответствовать идеальной работе адгезии. [c.362]

Изучая простую модель, Нильсен [676] предсказал аддитивное изменение зависимости напряжение — деформация от концентра- ции наполнителя для двух случаев совершенной адгезии между полимером и наполнителем и отсутствия адгезии между ними. Так как некоторые из расчетов были проверены количественно [938, 671], то сам подход заслуживает внимания. Хотя модель не учитывает многих деталей, свойственных реальным системам (например, остаточных напряжений, возникающих в результате охлаждения изделия от температуры изготовления до температуры эксплуатации), она концентрирует внимание на противоречивой роли адгезии в возрастании и уменьщении предельной деформации. (Другой подход к прочности при растяжении рассмотрен в разд. 12.1.2.4.) [c.323]

Появление ответственных за адгезию сил молекулярного взаимодействия возможно только при условии достижения молекулярного контакта на границе адгезив - субстрат. Для описания условий формирования контакта в реальных системах термодинамических подходов оказывается недостаточно. Необходимо учитывать кинетику процессов, в частности скорость растекания, принимая во внимание особенности реологического поведения адгезива, поскольку в реальных условиях не всегда достигается состояние термодинамического равновесия. [c.69]

Смачивание твердого вещества жидкостью определяется величиной краевого угла контакта 0 между поверхностью твердого вещества и пузырьком газа (рис. 30). Если 0 = О, то твердое тело смачивается водой и адгезия его с воздухом невозможна. Если 0 = 180°, то твердое тело не смачивается, а контакт его с воздухом максимален. На практике этот случай не встречается, наибольший угол 0 = = 110° наблюдается при смачивании ртути. Все обычные примеси воды дают 0 между О и 1 Ю°, и чем этот угол больше, тем адгезия выше. В реальных системах на смачиваемость большое влияние оказывает не только природа частиц, но и их форма. Максимальная скорость подъема комплекса вычисляется, как и в случае осаждения, по формуле (58), в которой за величину d принимается диаметр комплекса, а за O, — удельная масса комплекса. Действие факторов d, oq, бд,, / и формы частиц аналогично их действию в случае седиментации. [c.136]

Следует отметить, что термодинамическая трактовка адгезии не может считаться универсальной и имеется ряд экспериментальных данных, вступающих с ней в противоречие. Кроме того, в реальных высоковязких полимерных системах контакт между адгезивом и субстратом происходит в условиях, весьма далеких от равновесия, и, следовательно, применение термодинамик к здесь ограничено. [c.94]

По уравнению (III.10 ) с увеличением г сила адгезии линейно возрастает. Однако в реальных условиях силам адгезии противостоят силы тяжести и инерции частиц, пропорциональные г и возрастающие с увеличением г быстрее, чем силы адгезии. Следовательно, силы адгезии выступают на первый план при наличии в системе мелких частиц. [c.96]

Однако реальное поведение полимера зависит от взаимодействия на границе раздела. В том случае, когда адгезия на границе раздела полимер - наполнитель равна нулю, оба компонента сорбируют низкомолекулярные вещества независимо друг от друга, и система подчиняется уравнению (4.26)- рис. 4.3, с. Если же адгезия столь сильна, что при сорбции не происходит нарушения межфазных связей, то в уравнении (4.26) первый член равен нулю, и сорбция наполненным полимером будет такой же, как и чистым полимером (рис. 4.3, 6). Сорбция может быть даже меньше, чем в случае чистого полимера, если в [c.128]

Особый интерес представляет изучение адгезионного сцепления с поверхностью стеклянных волокон, так как это позволяет приблизиться к реальным условиям, существующим в армированной системе. Кроме того, методы определения адгезии непосредственно на волокнах имеют ряд преимуществ перед методами измерения адгезионной способности полимеров к поверхности образцов из массивного стекла. [c.180]

Итак, диффузия низкомолекулярных компонентов при формировании системы адгезив — субстрат — явление весьма частое. Однако для полимерных адгезивов принципиальное значение приобретает вопрос о возможности диффузии макромолекул или их участков через границу раздела фаз. Действительно, если макромолекулы адгезива при образовании адгезионной связи продиффундируют на значительную глубину в субстрат, суммарное межмолекулярное взаимодействие может превысить силы, необходимые для разрыва химических связей. Этот эффект связан с ценным строением молекул полимерных адгезивов. Чем глубн е макромолекулы адгезива внедряются в субстрат, тем благоприятнее условия для реализации максимально возможного числа контактов между молекулами адгезива и субстрата. Но это не означает, что без диффузии макромолекул адгезива в субстрат нельзя достигнуть высокой адгезионной прочности. В гл. I было показано, что сил, возникающих на границе раздела адгезив — субстрат, теоретически достаточно для необходимой адгезионной прочности. Но поскольку в реальных системах имеются факторы, снижающие адгезионную прочность, диффузия макромолекул адгезива в субстрат может оказаться весьма полезной. [c.137]

Была изучена совместимость полимеров адгезива и обкладочных резин для выяснения адгезионных закономерностей в системе адгезив — резина Для этого определяли сов.местимость по устойчивости смешанных растворов, по зависимости вязкости растворов от соотношения полимеров, расчетным путем — по соотношению плотностей энергии когезии полимеров изучали границы адгезив — резина в модельных и реальных системах микроскопическим методом [c.62]

Расчеты [12-14] позволили сделать вывод [6], что молекулярных сил на границе раздела вполне достаточно для получения прочного адгезионного соединения. Б реальных системах, к сожалению, эта прочность значительно ниже, что говорит или о неполном использовании потенциальных возможностей системы, или о наличии каких-то фавторов, ослабляющих связь. Попытки объяснить и преодолеть это несоответствие между реальной и теоретической прочностью адгезионных соединений привели в нескольким теориям адгезии (адсорбционная [15-19], электрическая [б, 7, 20], диффузионная [4, 6, 21-27], микрореологичесвая [9, 28-32]), каждая из которых приложима к конкретным системам адгезивов-субстрат, но ни одна из ио-торых не охватывает всех возможных случаев. Более того, в некоторых случаях даже для одной системы невозможно объяснить возникновение прочной адгезионной связи с позиций только одной теории. Это вызвано, во-первых, сложностью процессов, ведущих к образованию адгезионной связи [ 4], и, во-вторых, тем, что часто невозможно точно оценить величину адгезионных (поверхностных) сил между полимерным адгезивом и полимерным субстратом. [c.18]

Разделение работы адгезии на составляющие И а(р) и не всегда удается провести. В реальных неравновесных системах процесс, приводящий к вьфавниванию химических потенциалов, может вызвать изменение равновесной работы адгезии из-за образования химических соединений на фанице фаз. При взаилюдействии жидкости и твердого тела, которое приводит к уменьшению равновесной работы адгезии часто наб.людается эффект, когда в начальный момент жидкость хорошо смачивает твердое тело, а затем, при образовании химических соединений И А(р) уменьшается, краевые углы возрастают и жидкая пленка собирается в отдельные капли. Такое ухудшение смачивания часто происходит при контакте жидкого олова с серебром, никелем, железом. [c.99]

Рассматривая возможность использования диффузионных представлений при изучении адгезии полимеров, необходимо учитывать коэффициент диффузии макромолекул. Для оценки времени продвижения молекул т, исходя из уравнения (III.39), предположим, что коэффициент диффузии имеет значение 10 —10 см /с. Такое предположение имеет некоторое основание. Так, коэффициент диффузии в системе полиизонреновый каучук — натуральный каучук [172] имеет значение порядка 10 см с при молекулярном весе диффузанта (полиизопрена) 28 ООО. В реальных условиях молекулярный вес может быть значительно выше. Повышение молекулярного веса диффузанта па порядок приводит [c.137]

Необходимая степень согласования значений коэффициентов теплового расширения металла и -стекла зависит от адгезии между двумя -компо-нентами, от эла-стично-сти стекла и металла, а также от пластичности металла. Если в системе стекла — металл образуется проч ная -связь между компонентами, а также в случае более пластичного металла можно допустить более значительную разницу между коэффициентами теплового расширения. Как показали эксперименты, реальная -(измеренная) величина внутренних -напряжений в спаях стекла с металлом, как правило, меньше, чем величина, подсчитанная на основании разницы в значениях коэффициентов теплового [c.100]

Тейбор и другие отмечали, что для любой системы, имеющей 9=0, величина определяется как удвоенное поверхностное натяжение жидкости. Отсюда, в предположении, что силы притяжения, вызывающие адгезию, практически действуют на расстоянии не больше ЗА, можно довольно просто рассчитать прочность клеевого соединения. Рассчитанный таким путем предел прочности при растяжении равен 2000 кГ/см , что намного больше действительной нагрузки, требующейся для разрушения обычных клеевых соединений. Таким образом, когезионное разрушение соединения значительно более вероятно, чем адгезионное разрушение, т. е. разрыв обычно происходит в объеме адгезива, а не по границе раздела адгезива с соединяемыми поверхностями. Наличие в уравнении (10) поправочного члена [sv приводит к тому, что при нулевом краевом угле энергия адгезии оказывается больше 2у1у . Это означает, что в тех случаях, когда жидкий адгезив образует с поверхностью твердого тела краевой угол, равный нулю, теоретическая прочность соединения на границе раздела адгезив —твердая поверхность всегда много больше реально наблюдаемой прочности соединения, определяющейся прочностью при растяжении или при сдвиге самого адгезива. [c.294]

Ударное разрушение. Разрушение, вызываемое пузырьками, вблизи входного конца конденсаторных трубок (стр. 435) одно время рассматривалось, как явление совершенно отличное от того, которое вызывается вакуумными пустотами, образуемыми винтами. Однако здесь, по-видимому, нет резкого различия. В настоящее время считают, что вакуумные пустоты в действительности представляют собой воздушные пузыри с низким давлением воздуха и что разрыв не вызывает их уничтожения однако существует достаточно оснований считать, что так называемый разрыв состоит из вибрации пузырек становится попеременно большим и меньшим. Эта идея цикличного расширения и сжатия, которая подтверждается работой Рейлейя, за последние годы является одной из выдающихся [46]. Однако существует реальная разница между 1) пузырьками, содержащими воздух под давлением, мало отличающимся от атмосферного, которые повреждают конденсаторные трубки и 2) пузырьками с низким давлением, которые разрушают винты. В первом случае пузырьки подпрыгивают, а не разрываются, и, если они малы, то больших разрушений произойти не может. Если они велики, то они разрываются на большое число частей и вызывают значительные разрушения разрыв должен вызвать образование сложной системы напряжений, и если металл при этом деформируется, даже в границах предела упругости может произойти разрушениё защитного слоя, что будет тем более опасным, поскольку в конденсаторной трубке поток пузырьков обычно ударяется в одну и ту же точку. Там, где остатки разрушившихся пузырьков уходят с металла, частицы вещества пленки могут прилипать к ним и могут отрываться от металла это чаще всего может наблюдаться, еслй адгезия пленки к металлу слабая, что может иметь место если пленка образовалась из катионов, уходящих с поверхности, и оставляющих пустоты между пленкой и поверхностью металла (стр. 50). Таким образом, ударное действие пузырьков с относительно высоким давлением воздуха может ввести в действие новый фактор, весьма способствующий разрушению пленки, — фактор, отсутствующий при разрушении пузырьков с низким давлением. Против этого вида разрушения действует имеющийся в пузырьках кислород, который способствует залечи- [c.694]