Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Адгезионная прочность пограничного слоя

Рис. 1.20. Влияние адгезионной прочности пограничного слоя на разрушающее напряжение при растяжении ориентированных стекловолокнитов. Рис. 1.20. Влияние адгезионной прочности пограничного слоя на разрушающее напряжение при растяжении ориентированных стекловолокнитов.

    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]

    Все эти факторы, а также информация о существовании тонких пристенных слоев [37—39], свойства которых отличны от свойств полимера вдали от субстрата, наличие микронеровностей — шероховатости поверхности субстрата — обусловили необходимость создания нового приближенного и достаточно простого метода расчета, способного охватить всю совокупность указанных механизмов, влияющих на прочность адгезионных соединений. Таким оказался разрабатываемый в ИХФ АН СССР и ЦНИИСКе им. Кучеренко метод, названный авторами методом пограничного слоя [26, 30]. [c.100]

    Предположим, что композиционный материал на основе термопластов или реактопластов изготавливается при температуре выше комнатной. В процессе охлаждения (и отверждения для реактопластов) каждая фаза дает усадку, причем частицы наполнителя препятствуют усадке матрицы и вызывают возникновение сжимающего напряжения на границе раздела фаз. С течением времени эти напряжения могут релаксировать. При нагревании композиционного материала матрица стремится расшириться в большей степени, чем частицы наполнителя, и при прочности адгезионного сцепления по границе раздела фаз выше возникающих напряжений расширение матрицы будет ограничено. При теоретическом анализе теплового расширения композиционных материалов делается допущение, что пограничный слой способен передавать возникающие при этом напряжения между фазами. [c.254]

    Однако экспериментальные данные по адгезии полимеров свидетельствуют о том, что характер разрыва может быть адгезионным, когезионным и смешанным, а величина адгезии в большинстве случаев меньше когезионной прочности. Причина этого явления отчасти обусловлена тем, что при определении адгезии существующими методами, как правило, не учитывается величина внутренних напряжений в пограничном слое, соизмеримых в ряде случаев с прочностью адгезионного взаимодействия. [c.39]


    Структура межфазных слоев существенно зависит от природы и текстуры подложки, влияющих на прочность адгезионного взаимодействия. Сопоставление данных о влиянии текстуры подложки на надмолекулярную структуру межфазных пограничных слоев и слоев, расположенных на различном расстоянии от подложки, позволило выявить роль межфазных слоев в формировании структуры и свойств покрытий. [c.43]

    Если имеется два различных субстрата и адгезия клея к обоим достаточно велика, то деформируется более податливый субстрат. Если же когезия хотя бы одного из субстратов выше, чем прочность адгезионной связи, то характер разрушения будет зависеть от разницы между модулями упругости суб страта и клея. Между субстратом, который деформирован (в силу большей эластичности) больше, чем клей, и клеем под действием внешней нагрузки будет возникать концентрация напряжений, которая вызовет разрушение соединения. Является ли оно адгезионным или когезионным (разрушение по клею) не существенно, но если соединение было правильно выполнено, т. е. не образовался слабый пограничный слой, то разрушение будет когезионным. По характеру разрушения можно установить ошибки, допущенные в технологии склеивания. Если склеивают два субстрата, когезия каждого из которых выше, чем прочность адгезионной связи между каждым из субстратов и клеем, то разрушение происходит по пограничному слою. Все это следует учитывать при проектировании и конструировании соединений пластмасс. [c.167]

    Здесь следует вернуться к высказанному выше утверждению, согласно которому истинно адгезионное разрушение не может происходить, поскольку на субстрате всегда должны остаться частицы клея как минимум в виде мономолекулярного слоя. Хотя это положение вполне допустимо, приведенная выше классификация характера разрушения оправдана. Для практических целей не имеет решающего значения оценка числа молекул клея, оставшихся на субстрате, но адгезионное разрушение означает, что была допущена ошибка при поверхностной обработке субстрата, при нанесении или выборе клея, что привело к возникновению слабого пограничного слоя. Когезионное и смешанное разрушение дает информацию о прочности субстрата, дефектах, концентрации напряжений и т. д. [c.218]

    В книге описаны применяемые на практике методы испытаний адгезионных соединений, критерии оценки их прочности и деформативности, результаты исследований пограничных слоев, рассматриваются технологические, температурные и другие напряжения, приводятся методы расчета соединений при сдвиге, равномерном и неравномерном отрыве. [c.6]

    Условия формирования пограничного слоя влияют на прочность адгезионных соединений. При получении литьевых металлополимерных деталей, например из полиамида, структура пограничных слоев зависит от градиента температур между стенками пресс-формы и поверхностью заливаемой металлической арматуры [ИЗ]. С повышением температуры поверхности пресс-формы до 80—110°С микротвердость покрытий толщиной 1 мм увеличивается на 15—20 МПа, а адгезионная прочность пары полиамид — сталь 45 — на 30—40%. При литье в пресс-формы адгезионный контакт формируется в условиях значительных сдвиговых усилий, зависящих от вязкости расплава. Остаточные напряжения, возникающие в момент стеклования полимера в пограничном слое, отражают ориентационный эффект расплава по отношению к поверхности и усадочные характеристики. Считается, что при малых толщинах (0,1—0,5 мм) преобладают ориентационные напряжения, а при больших (3 мм) — усадочные. [c.85]

    Характерной особенностью возникновения таких пограничных слоев является необходимость воздействия на формирующуюся матриц адгезива именно в точке гелеобразования. При более низких степенях превращения напряжения быстро релак-сируют из-за низкой вязкости системы. При более высоких глубинах превращения достаточно высокая прочность уже возникшей сетчатой структуры препятствует локальному разрушению под действием относительно низких напряжений. Таким образом, если стремятся получить пограничный слой с минимальными отклонениями структуры от структуры блока полимера, то процесс отверждения адгезионных систем надо проводить в таком режиме, чтобы наибольшие деформации протекали при глубинах превращения, далеких от точки гелеобразования [108, 129]. Следует, однако, отметить, что это справедливо только в том случае, если причиной возникновения измененной структуры пограничного слоя являются релаксационные процессы. [c.91]

    Ускорение и ингибирование термоокисления связано с выявлением в пограничном слое полимера металлсодержащих соединений. Наиболее наглядно это показано для пары свинец— расплав полиэтилена [172]. Катализ в процессе контактного окисления сменяется ингибированием. В связи с этим зависимость прочности этого адгезионного соединения от длительности термического воздействия имеет экстремальный характер. [c.105]


    Кроме учета роли пограничных слоев адгезивов необходимо принимать во внимание пограничные слои субстрата. Известно, насколько эффективно модифицирование поверхности, например металлов, для повышения прочности и долговечности в различных эксплуатационных условиях адгезионных соединений (лакокрасочных покрытий, клеевых соединений и др.). Подготовка металлов и исследование структуры оксидных слоев требует специального рассмотрения. Отметим лишь, что подобная структура подчас не менее сложна, чем структура пограничных слоев полимерных адгезивов. Известно, например, что при оксидировании алюминия оксидный слой имеет пористую структуру в виде узких и довольно глубоких пор (в зависимости от способа оксидирования). Поры имеют сложную геометрическую форму, как это видно из рис. 4.14 [177]. [c.106]

    Весьма специфичен пограничный слой в соединениях резина — металл. Известно, что латунирование металлов существенно повышает прочность этих адгезионных соединений. Этот прием до сих пор с успехом применяется на практике. Высокая прочность обеспечивается при вулканизации резины в таких соединениях с применением серы в качестве вулканизирующего агента. Тонкие исследования структуры пограничного слоя по методу РФЭС в процессе травления дали концентрационные профили содержания анализируемых элементов по глубине пограничного слоя [162], Межфазная область сложного состава содержит Си1,975, 2п8 и 2пО, причем состав слоя зависит от относительной влажности воздуха, при которой происходит вулканизация [184]. Присутствие слоя 2пО повышает чувствительность к влаге и снижает прочность. Считается, что наибольшая адгезионная прочность обеспечивается, если в пограничном слое присутствуют соединения Си1,975. Сульфиды меди повышают реакционную способность серы в пограничном слое при вул- [c.108]

    В адгезионных соединениях, полученных напылением металлов на кислородсодержащие полимеры, состав и свойства пограничного слоя обусловлены окислительными процессами, происходящими в процессе напыления. Из анализа данных, полученных методом РФЭС, следует, что на границе раздела образуются хелатные соединения, увеличивающие адгезионную прочность [186]. [c.109]

    Выражение (5.75) означает, что максимальными по абсолютной величине будут касательные напряжения в пограничном слое 1 при х= 112. Но при использовании в качестве критерия разрушения условия достижения максимальным напряжением некоторого предельного значения Тай необходимо знать, на какой из двух границ адгезионная связь слабее и на какой из них максимальное напряжение достигнет раньше своего критического значения. На практике такая информация необходима, -а для теоретического анализа достаточно предположить, например, что условием разрушения модели можно считать достижение т1( //2) величины адгезионной прочности Той,1. [c.138]

    Ниже на основе метода пограничного слоя приводятся решения задач о напряженно-деформированном состоянии адгезионных соединений при испытании на нормальный отрыв, теоретические оценки прочности и объясняются особенности их механического поведения в сопоставлении с экспериментом. [c.159]

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ И ИСТИННОИ ПРОЧНОСТИ АДГЕЗИОННОЙ СВЯЗИ [c.187]

    Из предложенных теоретических решений может быть выработано несколько способов определения параметра G/h пограничного слоя и, как это уже сделано в гл. 5 и 6, прочности дискретных моделей композита и истинной адгезионной прочности Tad. Здесь изложим еще только один способ, осуществленный в эксперименте по сдвигу. Модель, схема которой показана на рис. 7.6, представляет собой соединение внахлестку одинаковых [c.187]

    Для некоторых несовместимых систем рассчитанная толщина пограничного слоя составляет примерно 5 нм, т. е. имеет тот же порядок, что и длина сегмента. По мере улучшения совместимости полимеров такие диффузионные слои могут достигать толщины нескольких тысяч ангстрем [159, 160]. Диффузионный слой толщиной от 1 до 2 нм повышает молекулярный контакт и прочность адгезионного соединения в 5—9 раз. [c.125]

    Применительно к комяозиционным материалам на основе полимеров различают адгезионное, усталостное, абразивное и эрозионное изнашивание [30]. Главную роль в процессе адгезионного изнашивания играет поверхностная активность трущихся материалов, определяющая соотношение сил адгезии и когезионной прочности пограничных слоев. Основу механизма адгезионного износа в процессе граничного и сухого трения составляет фрикционный перенос, локализованный в тончайших поверхностных слоях. [c.116]

    На всех стадиях изготовления композиционных материалов (смешение компонентов, предотверждение связующего, удааление растворителя из него и др.) происходят такие процессы, как смачивание наполнителя расплавом связующего или его раствором, адсорбция молекул связующего из раствора или расплава на поверхности наполнителя, изменение структуры связующего в пограничном слое и т. д. Эти процессы определяют прочность сцепления связующего с поверхностью наполнителя и, следовательно, влияют на свойства композиционного материала. Одним из путей повышения адгезионной прочности в системе связующее — наполнитель является улучшение смачиваемости частиц наполнителя связующим, которая определяется соотношением поверхностных энергий связующего и наполнителя и межфазной поверхностной энергией. [c.7]

    Сдвиг при растяжении (сжатии) соединения пластин внахлестку. Схема соединения представлена в табл. 3.2, п. 5. Приведем окончательную формулу для Тср, полученную в [26] для одномерного напряженного состояния. Когда в качестве критерия разрушения принято условие достижения максимальным касательным напряжением в пограничном слое значения сдвиговой адгезионной прочности Тадг." [c.101]

    Для повышения адгезионной прочности на поверхность, подлежащую герметизации, часто дополнительно наносят клеевые подслои или праймеры. При герметизации пористых поверхностей, имеющих капилляры, нанесение подслоев также способствует закреплению рыхлой поверхности. При этом праймеры или грунтовки служат для закрытия пор с тем, чтобы исключить капиллярное впитывание пластификаторов или неотвержденного олигомера во внутренние слои подложки. В противном случае изменяется состав герметизирующей композиции, и покрытие приобретает более низкие эластические свойства. Кроме того, образуется пограничный слой с более низким содержанием наполнителя и отвердителя, обладающий редкой полимерной сеткой. Этот слой более подвержен действию влаги, значительно сильнее набухает в воде и органических растворителях. Поэтому при отсутствии клеевых подслоев при герметизации поверхностей, имеющих рыхлую структуру, наблюдается отмокание герметика, снижение его адгезионной прочности в процессе эксплуатации конструкции в среде растворителей или в воде. [c.97]

    В этом с.тучае в пограничных слоях покрытий формируется трехмерная структура из плотно уложенных структурных элементов анизодиаметричного типа. Азотосодержашие кремнийорганические соединения аналогичного строения, не содержащие винильного радикала, также равномерно распределяются по поверхности подложки. Однако в результате плохого смачивания олигоэфиром поверхности, модифицированной такой аппретурой (о чем свидете.льствует увеличение краевого угла смачивания до 30 ), а также отсутствия в их структуре радикалов, химически взаимодействующих с по.зимером, адгезионная прочность покрытий снижается на 30",,, а внутренние напряжения-в 1,5 раза. [c.145]

    Разница в плотности полиметилметакрилата, полистирола н полидиметнлсилоксана вблизи высокоэнергетической (кварц) л низкоэнергетической (тефлон) поверхности и в объеме составляет 3—Ъ%. Толщина пограничного слоя на тефлоне для упомянутых полимеров составляет 2—4 мкм, а на кварце 30— 60 мкм вследствие большей рыхлости упаковки [Ш]. Толщина пограничного слоя полиэтилена в системах полиэтилен — сталь составляет [112] 2,5-10 м, причем при уменьшении общей толщины покрытия до этого значения, адгезионная прочность соединений возрастает. [c.85]

    Для отверждающихся систем конкурентное взаимодействие олигомера и отвердителя с активными центрами на поверхности ведет к обогащению пограничного слоя одним из компонентов, что изменяет стехиометрическое соотношение реагентов и степень отверждения, а, следовательно, плотность полимера и другие характеристики адгезионного соединения. Естественно, что на эффект от недоотверждения накладывается структурное влияние подложки (см. выше), влияющее на свойства полимера, часто противоположным образом. Разделить их довольно трудно. Кроме того, часто трудно выяснить, пользу или вред приносит изменение степени отверждения в пограничном слое. Недоотвержденный слой, как правило, отличается меньшей жесткостью и повышенной способностью к перераспределению напряжений, что часто является решающим для долговечности адгезионных связей в клеевых соединениях и других гетерогенных системах. В то же время недоотверждение ведет к снижению прочности полимера, а также может ухудшать водостойкость и некоторые другие эксплуатационные характеристики клеевых соединений и др. [c.96]

    В значительной степени рост адгезии и особенно устойчивость адгезионных связей оксидированного алюминия к длительному действию воды объясняют тем, что при травлении, анодировании и других подобных процессах снижается содержание магния в поверхностных слоях алюминиевых сплавов [178]. Магний присутствует на поверхности алюминия в виде MgAl204 и при содержании магния 8—10% адгезия полиэтилена к этому металлу снижается. Вообще химический состав поверхности металлов при травлении, коронном разряде и т. п. меняется, что влияет на адгезионное взаимодействие. Известно, что существенно повышает прочность и долговечность клеевых соединений анодирование алюминиевых сплавов в растворах фосфорной кислоты при этом на поверхности образуется слой фосфата алюминия. При обработке соединениями хрома пограничный слой содержит хром, причем зафиксировано образование связей А1—О—Сг [179]. По данным ИКС состав оксидных слоев независимо от способа оксидирования соответствует А12О3. В то же время структура оксидного слоя существенно меняется (табл. 4.1), что и определяет повышение адгезии [180]. [c.107]

    Для повышения адгезионных характеристик полиолефины часто подвергают химической обработке. Толщина и состав пограничного слоя полиолефинов при обработке травлением или в плазме сильно изменяются. На ПТФЭ образуется слой толщиной 0,5—1,0 мкм, состоящий при обработке в инертной среде исключительно из углерода, а при обработке на воздухе — из кислородсодержащих продуктов. Травление ПЭ дает слой толщиной менее 10 нм, а ПП — большей толщины. О составе этих слоев, определенном методом РФЭС [162], можно судить по данным табл. 4.2. Изменение угла смачивания не всегда коррелирует с прочностью клеевых соединений вследствие одновременного изменения рельефа поверхности полимера при травлении. Обработка полиэтилена приводит к значительному увеличению содержания кислорода в пограничном слое и росту проч- [c.109]

    Здесь речь шла о разрушении по пограничному слою, т. е. адгезионном разрушении. Но хорошо известно, что прочность полимерного адгезива очень резко снижается с повышением температуры. И если адгезив разрушится раньше, нежели будет достигнута Хаа, то модель разрушится когезионно по адгезиву и тогда максимум т на кривой т(Т ) может смещаться левее не только указанной на рис. 5.11, и точки Гтах) но И левее Го. [c.136]

    I. В соответствии с первой гипотезой истинная адгезионная прочность Tad В процсссе отверждения остается неизменной. В этом случае правдоподобным является и предположение о неизменности модуля сдвига G пограничного слоя. Поэтому параметр v в (5.116) может меняться лишь с изменением модуля Ег (0 2 2,тах), входящего в р. Величина при этом меняется от нуля до некоторого конечного значения значит, интервал изменения v — от бесконечности (когда г = 0) до некоторого конечного значения Vk (когда Е2 = Е2,тах), oo>V Vk (0 а<1). Следовательно, первое слагаемое в (5.116) при отверждении будет возрастать от нуля до некоторого конечного значения [c.156]

    Таким образом, опираясь на расчетный метод и экспериментальные данные, можно оценить порядок величины жесткости пограничного слоя в адгезионном соединении системы полиэпоксид — сталь. Полученное значение жесткости позволяет количественно оценить, в частности, величину максимального напряжения, равного адгезионной прочности для данной пары адгезив-субстрат Tmax==Tad. [c.190]

    Скорее всего при интерпретации смысла полученного из опытов значения параметра Оо следует исходить из того, что в реальном композитном материале процесс разрушения имеет кооперативный характер, причем существует набор различных вариантов характера разрушения, меняющийся при изменении степени наполнения, действия жидких сред и т. д. Кроме того, коль скоро энергия активации разрушения адгезионных соединений дает информацию о поверхностном разрушении, для адгезионных пар это чаще всего будет пограничный слой, состав которого определяется адгезивом, субстратами и примесями, которые всегда присутствуют в реальных адгезионных парах. В качестве примера можно привести данные, полученные при исследовании длительной прочности композитов на основе ситалл — алюминий и системы алюминий—керамика при отрыве и сдвиге [252]. Оказалось, что /о.адг= /о,кон, причем методом Оже-спектроакопии показано, что в плоскости разрушения присутствуют оксиды металлов и углерод, что свидетельствует об отсутствии истинно адгезионного разрушения. Это может быть объяснением значительного различия в значениях энергии активации разрушения отдельных компонентов адгезионной пары и их соединения Оо, кДж/моль)  [c.197]

    Для повышения прочности адгезионного шва в системах типа ПЭТФ — ПЭ используют также обработку комбинированного материала УФ-излучением (табл. 4.1). Облучение комбинированного материала через слой ПЭ в течение 3—5 с приводит к значительному возрастанию прочности адгезионного шва. Увеличение времени облучения свыше 5 с при той же интенсивности приводит к когезионному разрушению полиэтиленового слоя при расслаивании образцов. Если в аналогичных условиях производить облучение комбинированного материала через слой ПЭТФ, то прочность адгезионного шва изменяется незначительно. Так как полиэтиленовая пленка пропускает значительную часть УФ-лучей, а полиэтилентерефталатная поглощает большую часть УФ-излучения, то при облучении комбинированного материала через слой ПЭ основная энергия УФ-излучения, проходя через ПЭ, накапливается в пограничной зоне. При этом возможно инициирование процесса химического взаимодействия между ПЭ и ПЭТФ. [c.191]

Смотреть страницы где упоминается термин Адгезионная прочность пограничного слоя: [c.24]    [c.84]    [c.106]    [c.109]    [c.110]    [c.188]    [c.192]   
Пластики конструкционного назначения (1974) -- [ c.36 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Слой пограничный



© 2025 chem21.info Реклама на сайте