Поверхностная энергия субстрат

Большая роль в формировании адгезионного соединения отводится поверхностной энергии субстрата [372]. Исследовано влияние поверхностной энергии металлов F ) на условную [c.218]

Ускорение реакции структурирования адгезива, безусловно интенсифицирующее процесс склеивания, является важным резервом повышения эффективности клеевого крепления. Оно может быть осуществлено за счет теплового (горячий газ, контактный и индукционный нагрев), ультразвукового, высокочастотного и сверхвысокочастотного воздействий, различных облучений (инфракрасное, ультрафиолетовое, электронный или лазерный луч, струя плазмы, рентгеновское, у Облучение), вплоть до радиочастотного облучения и воздействия ускоренных электронов. Механизм влияния таких интенсивных факторов носит, по-видимому, комплексный характер, развиваясь в различных направлениях, — от удаления слабых граничных слоев и повышения поверхностной энергии субстрата до эффективного совмещения активных центров на поверхностях элементов склейки и ускорения процесса ее формирования. [c.40]

Термодинамические соотношения, описывающие адгезию, могут быть использованы л для обоснования критерия максимума адгезии [168]. Для анализа используют в качестве исходных экспериментальные данные, свидетельствующие, что максимальная прочность адгезионного соединения наблюдается для тех систем, для которых межфазная энергия у,, минимальна или равна нулю, что означает, что поверхностные натяжения адгезива и субстрата равны. В случае неравенства этих величин снижение прочности меньше для тех систем, в которых поверхностная энергия субстрата выше поверхностной энергии адгезива. [c.59]

Наличие в системе наполнителя приводит к росту сорбции паров растворителя для линейных полимеров. На ограничение подвижности из-за взаимодействия с поверхностью влияет гибкость цепи, обусловленная химическим составом, наличием пластификатора и др. Методом молекулярного зонда обнаружено, что граничные слои отличаются по плотности от объема [97]. Независимо от того, какова поверхностная энергия субстрата (кварц или фторопласт) и энергия когезии полимера (полистирол, полиметилметакрилат, полидиметилсилоксан), наиболее тонкие слои полимера (от 2 до 4 мкм) имеют повышенную плотность, а затем плотность снижается и для полимеров с высокой энергией когезии и жесткими цепями (полистирол и полиметилметакрилат) на высокоэнергетической поверхности проходит через минимум. Общая толщина слоя с плотностью, измененной по сравнению с плотностью в объеме, составляет 30—60 мкм, что сопоставимо с толщинами клеевых швов. В системах из сшитых полимеров контактирование с твердой фазой может приводить к таким же изменениям плотности, как и в линейных полимерах, причем литературные данные иногда противоречивы. По [97] введение наполнителя в эпоксидные смолы приводит к получению областей повышенной рыхлости. В соответствии с [120, 121] на поверхности стекла [c.88]

Если поверхностная энергия субстрата больше поверхностной энергии адгезива или энергия адгезии выше энергии когезии, то избыточный свободный объем не выходит на межфаз-ную границу и полимерная матрица находится в напряженном состоянии, т. е. в ней возникают остаточные (внутренние) напряжения. В работах [106, 124—126] показано, что возникающие в процессе формирования адгезионных систем остаточные напряжения разного происхождения (вследствие химической или температурной усадки, релаксации деформации, накопленной в субстрате и т. д.) оказывают существенное влияние на структуру пограничных слоев. Если деформирование полимера под действием остаточных напряжений происходит в области гелеобразования сетчатого полимера [127—128], то наблюдается частичная механодеструкция сетки адгезива, эффективная густота сетки снижается, соответственно уменьшается температура стеклования адгезива. Поскольку остаточные напряжения, возникающие в результате того или иного взаимодействия адгезива и субстрата, снижаются по нормали к поверхности субстрата, возникает неоднородность структуры адгезива. Толщина слоя с измененной структурой имеет значение порядка радиуса [c.90]

Из выражения (98) следует линейность связи Ф с а ,. Этот вывод подтверждается данными рис. 16, полученными из результатов измерения краевых углов на политетрафторэтилене и сополимере тетрафторэтилена с этиленом (50 50) [144]. Следовательно, по величине Ф оказывается возможным оценить сг,,. Действительно, если определить Ф через значения краевого угла и поверхностную энергию субстрата в форме [c.40]

Исключение роли технологических факторов может быть достигнуто также выражением прочности адгезионных соединений в единицах липкости. Поскольку липкость характеризует мгновенную адгезионную способность, такая оценка не осложнена кинетическим характером формирования систем. Сопоставление значений усилия отслаивания различных липких лент от некоторых полимерных и металлических субстратов с величинами поверхностных энергий адгезивов показало [350], что в области минимальной разности между поверхностными энергиями субстратов и слоев липкости (адгезивов) зависимость сопротивления отслаиванию от Аст описывается прямыми линиями (рис. 31). Этот эффект связывают с минимальной высотой энергетического барьера на границе раздела фаз адгезив-субстрат, обусловливающей максимальную прочность адгезионных соединений при исключении влияния факторов молекулярно-кинетической природы. Аналогичные закономерности экспериментально наблюдались рядом авторов, показавших существование экстремальной зависимости прочности крепления липких лент к различным субстратам от критического поверхностного натяжения последних. Положение максимума отвечает равенству энергетических характеристик элементов систем [351, 352] даже при переменных условиях их разрушения [353], хотя для обычных клеевых соединений, как правило, справедливо условие а, <. Поэтому естественно считать, что этот эффект имеет, по-видимому, общее значение, в чистом виде иллюстрируя роль термодинамики межфазного взаимодействия в процессах образования адгезионных соединений полимеров. [c.80]

Поверхностное натяжение инертных субстратов невелико, и поэтому выполнение неравенств затруднительно. Повышение поверхностной энергии субстрата в тех случаях, когда Усубстрат <С 7адгезив ДОЛЖНО снособствовать улучшению смачивания, улучшать молекулярный контакт и в итоге увеличивать адгезионную прочность. [c.371]

Проблема может быть решена путем построения последовательных корреляций прочности адгезионных соединений с интегральными и соответствующими отдельным энергетическим составляющим значениями поверхностных энергий субстратов. Развитие подобного подхода позволило установить [И], что прочность адгезионных соединений политетрафторэтилена, поливинилфторида, поливинилиденхлорида, полистирола и полиэтилентерефталата, полученных с помощью эпоксидного клея, определяется суммарным вкладом водородных и недисперсионных (полярных) взаимодействий, тогда как дисперсионная составляющая поверхностной энергии названных полимеров (за исключением первого) остается практически постоянной. [c.18]

Влияние толщины покрытия из эпоксидного полимера на его температуру стеклования также зависит от того, какова поверхностная энергия субстрата. В работе [134] методом обращенной газовой хроматографии определяли температуру стеклования эпоксидного полимера (ЭД-20 + ПЭПА) по перегибу кривой зависимости удерживаемого объема от обратной температуры 1 Уя—1/Т. Как видно из рис. 4.8, а, в случае низкоэнергетической поверхности температура стеклования практически не изменяется с изменением толщины полимера. Наибольшее увеличение Тс пленки толщиной 0,01-10 м авторы связывают с ограничением подвижности полимерных цепей вблизи твердой поверхности. Характер изменения Тс для поверхностей высокой энергии отражает сложную структуру пограничного слоя. Для пленок толщиной 0,ОЫО —0,03-10 на кривой зависимости [c.92]

Наличие межфазной сетки валентных связей в большинстве случаев исключает возможность снижения прочности адгезионных соединений под действием активных сред. Об этом свидетельствуют данные [320], полученные при исследовании эластомеров в опыте, когда адгезив был модифицирован резорцинофенодоформальдегидным олигомером ФР-12 с целью реализации обменного взаимодействия через границу раздела фаз (табл. 5). Аналогичные результаты получены при окислении полимерных субстратов [314, 315, 321] либо при кислотной [322, 323] или сульфидной [324] обработке металлов, обусловливающей генерирование функциональных групп, обеспечивающих образование межфазных ковалентных связей. Так, обработка титана неорганическими продуктами, приводящая к наличию двух уровней поверхностной энергии субстрата (до 50 и более 72,8 мН/м), обусловливает существенное различие водостойкости его адгезионных соединений [317]. Как следует из рис. 26, для относительно низкоэнергетической поверхности прочность системы в воде не менее чем в [c.75]

Эти предпосылки лежат в основе влияния энергетических факторов поверхности субстратов на прочность их адгезионных соединений. Подтверждение такому выводу получено Райсиным [348], показавшим, что прочность пленки сополимера тетрафторэтилена и гексафторпропилена, остающейся на поверхности металла, линейно связана с поверхностной энерг ией последнего (рис. 28). Аналогичные результаты были получены для полимерных субстратов (полиэтилена, полиметилметакрилата, полиэтилентерефталата, политетрафторэтилена), на которые металлизацией в вакууме нанесен слой алюминия толщиной 0,15 мкм между усилием отделения покрытия и поверхностной энергией субстрата наблюдается линейная связь. [c.79]

Результатом воздействия на полимеры коронного разряда является образование кислородсодержащих функциональных групп. Так, было установлено, что обработка полиэтилентерефталата приводит к генерированию фенольных гидроксилов [741]. Содержание последних немонотонно связано с прочностью соответствующих адгезионных соединений, из чего следует, что обработка приводит к изменению топографии поверхности субстрата путем преимущественного окисления прежде всего по местам локальных микродефектов. Тем не менее степень развитости рельефа поверхности не изменяется (что является несомненным преимуществом этого метода окисления перед кислотно-солевым, сопровождающимся образованием трещин), и повышение адгезионной способности определяется только концентрацией кислородсодержащих групп. Действительно, измерение полярной и дисперсионной компонент поверхностной энергии полиэтилена, подвергнутого воздействию коронного разряда, показало, что эта обработка приводит к эффективному росту только первой компоненты, для которой наблюдается симбатная связь со значением термодинамической работы адгезии [742]. Позднее было обнаружено, что при таком воздействии образуются свободные радикалы и пероксидные группы, причем концентрация последних коррелирует со смачиваемостью полиэтилена и прочностью его адгезионных соединений [743]. Аналогичные данные были получены при изучении гомо- и сополимеров полипропилена [744] обработка коронным разрядом полиамидного, полиэтилентерефталатного, полиакрилонитрильного, полипропиленового, вискозного [745] и углеродного [746] волокон заметно улучшает их смачивание эпоксидным олигомером, существенно повышая прочность, ударную вязкость и водостойкость соответствующих композитов вследствие, очевидно, увеличения полярной компоненты поверхностной энергии субстратов. Так, в работе [747] повышение прочности адгезионных соединений полиэтилена с полиэтилентереф- [c.187]