Разрушение клеевых соединений по субстрату

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]

Сопоставление структуры полимера в свободных пленках, покрытиях и на поверхности разрушения клеевых соединений позволяет сделать вывод, что влияние модифицирующих слоев ПАВ на поверхности субстрата может проявиться не только в приповерхностных слоях. При этом может наблюдаться изменение структуры полимера в объеме. Последнее объясняется вытеснением части ПАВ с поверхности в полимер. Отмеченное выше влияние субстрата на полимер в конечном счете отражается на его механических свойствах. Выявить в чистом виде изменение конкретных прочностных или деформационных свойств полимера, находящегося в тонком слое, довольно трудно. Подчас не всегда следует стремиться к наиболее сильному взаимодействию на границе раздела фаз, поскольку это может привести к менее равномерному нагружению дискретных связей в системе и появлению перенапряжений, которые снижают прочность. Это обстоятельство является общим и принципиальным для надежной работы разных гетерогенных полимерных систем, в том числе клеевых соединений. Всегда существует некая оптимальная степень взаимодействия, которая в данных условиях обеспечивает оптимальные значения того или иного показателя [92, 98, 171 — 173]. [c.41]

Свойства и работоспособность клеевых соединений зависят в значительной степени от того, насколько правильно разработана и выдержана технология склеивания. Так, плохая подготовка поверхности под склеивание приводит к снижению адгезии, а в некоторых случаях и к разрушению клеевого соединения. Даже незначительные отклонения от параметров технологического процесса склеивания могут повлечь за собой ухудшение адгезионных свойств клея. При подготовке поверхности необходимо обеспечить полное смачивание субстрата клеем, так как в противном случае даже при правильном проведении всех других операций качество соединения нельзя довести до максимально высокого уровня [219, с. 93]. [c.152]

Важным фактором, оказывающим влияние на адгезионную прочность, являются внутренние напряжения [18]. Данные об изменении адгезионной прочности и внутренних напряжений в процессе старения образцов с полиэфирным покрытием приведены на рис. 1. На прочность клеевых соединений, выполненных термостойкими клеями, внутренние напряжения оказывают наибольшее влияние, поскольку, как уже было сказано, при отверждении термостойких клеев образуются хрупкие соединения. Отверждение, как правило, происходит при повышенных температурах, и после охлаждения в клеевом соединении возникают внутренние напряжения, обусловленные различием в термических коэффициентах линейного расширения адгезива и субстрата и объемными усадками. Внутренние напряжения могут вызвать адгезионное разрушение клеевого соединения даже при достаточно хорошем контакте адгезива и субстрата. Межфазная поверхность из-за концентрации внутренних напряжений является во многих случаях ослабленной и при отсутствии достаточно прочных молекулярных связей адгезив — субстрат служит зоной распространения магистральной трещины [19]. [c.9]

Еще одной причиной разрушения клеевых соединений может быть проникновение воды в зону контакта клея и субстрата [30], причем разрушение происходит тем легче, чем больше внутренние напряжения в соединении [31]. Наибольшей водостойкостью характеризуются элементоорганические клеи, наименьшей — эпоксидные. Значительно различаются по водостойкости клеевые соединения на полиэфирных и фенолоформальдегидных клеях [32]. [c.12]

Влияние электрического поля на интенсификацию макропроцесса формирования адгезионных соединений в принципе следует из анализа конденсаторной модели склейки. В рамках такого подхода основное внимание уделено закономерностям разрушения клеевых соединений. С другой стороны, приложение электрического поля приводит не только к поляризации адгезива и субстрата, но и к энергетически наиболее выгодной их взаимной ориентации, изменяющей значение краевого угла и характер процесса смачивания. Так, приложение уже слабых электрических полей приводит к упрочению склеек за счет совмещения активных центров на поверхности контактируемых материалов. Подобный эффект при воздействии более сильных полей напряженностью выше [c.39]

Следовательно, смачивание прямо влияет на возникновение прочного или слабого соединительного слоя. Однако из приведенных данных следует, что пока еще недостаточно аргументов, которые доказывали бы однозначное влияние разных явлений на возникновение и величину адгезии. Соединение, как правило, не разрушается по границе субстрат — клей, а следовательно, при разрыве не преодолеваются межмолекулярные силы, обусловливающие адгезию. Разрушению соединения предшествует деформация всей системы, на что тоже необходима определенная энергия. Следовательно, работа, которую надо затратить на разрушение клеевого соединения, расходуется не только на преодоление межмолекулярных сил. Таким образом, основной тезис молекулярной теории, гласящий, что сумма межмолекулярных сил соответствует прочности соединения (или силе, необходимой для его разрушения), т. е. U—fm (где / — прочность клеевого соединения), вообще недействителен. [c.15]

Характер и интенсивность связей полимер — субстрат может отражаться на показателе разрушающего напряжения клеевого соединения не только при адгезионном разрушении, но и при разрушении по граничным или объемным слоям как адгезива, так и субстрата. Это объясняется тем, что в зависимости от числа и типа связей на границе раздела меняются условия для образования и перераспределения напряжений в соединении при действии механических сил. [c.38]

ПИИ [172, 173]. Электронные спектры полимера, оставшегося на субстрате, получают, используя для возбуждения рентгеновское излучение. Исследование таким способом результатов разрушения при отслаивании клеевых соединений алюминия на полиуретановом и полисульфидном клее показали, что хотя полисульфиды имеют значительно худшую адгезию к металлам, чем полиуретаны, в том и другом случаях на металле остается слой полимера толшиной около 20 нм. [c.80]

Тип отвердителя и его содержание существенно влияют на длительную водостойкость клеевых соединений. Так, увеличение количества алифатического амина снижает водостойкость соединений алюминия на клее ЭПЦ-1, что сопровождается переходом от когезионного к адгезионному разрушению (рис. 6.4). Это, по-видимому, объясняется тем, что с увеличением содержания амина его молекулами блокируется часть тех активных центров поверхности субстрата, которые могут образовать стабильные адгезионные связи с клеем. [c.171]

Чувствительность к воде адгезионных связей для большого числа соединений различных материалов больше чувствительности когезионных связей. В частности, длительная прочность связующего в воде составляет до 80%, а прочность соединения стекловолокно— связующее — от 20 до 65% длительной прочности в сухом состоянии [12]. Как уже отмечалось, одной из причин этого являются остаточные напряжения, возникающие в соединении при отверждении. Они могут составлять 35% и более от кратковременной прочности [21], и в их присутствии адсорбционное действие воды резко усиливается. Концентрация напряжений у поверхности алюминия в соединениях на эпоксидных клеях ведет к возникновению микротрещин, по которым проникает вода [116]. Из других данных, основанных на изучении в электронном сканирующем микроскопе поверхности разрушения в воде клеевых соединений металлов, следует [58], что даже если магистральная трещина зарождается в клеевом шве, она при неравномерном отрыве неизбежно переходит на границу раздела. Вода вызывает сольволиз АЬОз и диффузию ионов АЮг в водную среду. По мере насыщения воды этими ионами идет высаживание А1(0Н)з и дальнейший сольволиз. Алифатические амины (отвердители эпоксидных клеев) диффундируют из клеевого шва и ускоряют этот процесс. Подобный процесс идет и в соединениях натриевосиликатного стекла. Сравнительно кратковременное увлажнение приводит к полной потере прочности соединений этого стекла на сополимере этилена с тетрафторэтиленом, тогда как прочность соединений пи-рекса снижается только вдвое [117]. О разрушении адгезионных связей в воде можно судить также по энергии отрыва полимера от стекловолокна, определяемой по прочности, и при наблюдении соединения в поляризованном свете [118]1 Время, требуемое для снижения энергии до минимального значения, зависит только от окружающей среды, а не от способа подготовки субстрата перед склеиванием. [c.191]

Учет этой величины позволил рассчитать количество воды, поглощаемой клеем в шве, и сравнить его с водопоглощением свободной пленки клея. Оказалось, что клей ЭПЦ-1 в течение 120 ч при 60 °С в виде свободной пленки поглощает до 10% воды (от своей массы), а в клеевом шве — 50%. То обстоятельство, что в клеевом шве содержится больше воды, что может поглотить клей, объясняется наличием воды в трещинах на границе клей — субстрат, по которым распространяется процесс разрушения соединения. Эта вода наблюдается визуально после разрушения соединений. Если трещины в результате адсорбционного действия воды распространились на всю площадь клеевого соединения, то оно разрушается. [c.193]

Долговечность клеевых соединений часто обусловлена длительной прочностью склеиваемых материалов. Разрушение по склеиваемым материалам отмечено для соединений алюминия с пенопластом, асбестоцемента и свинца на эпоксидных клеях, древесины на резорциновых и фенольных клеях, в том числе балок натуральных размеров [2, 16, 35—37]. Однако разрушение по склеиваемым материалам отнюдь не означает, что оно происходит без участия клеевого шва. Остаточные напряжения, концентрирующиеся на границе раздела фаз (влажностные, температурные и прочие), передаются — при условии достаточной адгезионной прочности— на самый слабый материал, которым может быть не клей, а субстрат. В связи с этим длительная прочность клеевых соеди- [c.231]

Нанесение праймеров под клеи на основе кремнийорганических каучуков позволяет повысить их адгезию к большинству субстратов. Применение КТУ-силиконов в качестве клеев без праймеров практически невозможно, поскольку прочность-клеевых соединений очень низка. При нанесении праймеров прочность клеевых соединений составляет 3—5 МПа при 100%-ном когезионном разрушении [300]. [c.174]

При эксплуатации клеевых соединений происходит ухудшение их свойств в результате старения клея и разрушения адгезионных связей. О поведении клеевых соединений под влиянием различных факторов обычно судят, определяя прочность в исходном состоянии и после воздействия этих факторов в процессе эксплуатации. Образцы и методы испытания выбирают таким образом, чтобы имитировать условия эксплуатации клеевых соединений в конструкции, при этом, субстрат должен быть тот же, что и в изделии [141, с. 124]. [c.219]

После нанесения клея в процессе склеивания начинают протекать физические и химические процессы, результатом которых является рост когезионной прочности системы. Эти процессы иногда могут протекать и в дальнейшем, при эксплуатации соединения, однако прочность асимптотически приближается к определенному значению, которое соответствует так называемой конечной прочности клеевого соединения. Конечная прочность соединения зависит от локальных значений прочности, т. е. от прочности в местах, где разрушение наступит раньше, чем по всей площади соединения. При действии разрушающей нагрузки, как правило, оценивают не только конечную прочность, но и характер процесса разрушения, которое может происходить в субстрате, е адгезиве (клее) и на границе клей — субстрат. [c.25]

При нагружении клеевого соединения пластмасс (при условии максимально возможной адгезии) сначала наблюдается деформация субстрата. В случае высокой адгезии постепенно происходит разрушение субстрата вне шва. Это наблюдается в той случае, если прочность адгезионных связей выше, чем когезия субстрата. [c.166]

Таким образом, при постоянстве термодинамической работы адгезии (инвариантной величины, характеризующейся только природой взаимодействующих поверхностей), работа разрушения адгезионного соединения зависит от многих факторов. Поэтому только термодинамическая работа адгезии, если она правильно определена, относится к собственно адгезии двух тел и имеет физический смысл, независимо от условий испытаний или формирования адгезионного соединения. При термодинамических оценках не учитываются неупругие деформации тел, дефекты на границе раздела между адгезивом и твердым телом, напряжения в клеевом шве в процессе получения, концентрация напряжений, обусловленная различиями в величинах упругих модулей адгезива и субстрата и пр. [c.72]

Если считать, что материал покрытия служит клеем, то адгезионную прочность можно определять теми же методами, что и прочность клеевых соединений. Естественно, при этом надо учитывать испарение растворителей, как правило присутствующих в лакокрасочных материалах, требования к субстрату и т. д. Сформированное покрытие часто приклеивают ко второму, дополнительному субстрату, клеем, подобранным таким образом, чтобы разрушение происходило по границе субстрата с основным, а не с дополнительным субстратом (рис. 1.16). Чаще всего так определяют прочность покрытия при равномерном и неравномерном отрыве и реже при сдвиге. Образец может иметь весьма малую площадь отрыва например, для герметизирующих покрытий по полупроводникам площадь образца составляет 0,5 мм . [c.21]

Кратко остановимся еще на одном практически важном обстоятельстве. При постановке контактных задач о напряженно-деформированном состоянии и разрушении адгезионных соединений всегда предполагается, что поверхность контакта двух сред представляет собой некоторую идеальную гладкую (или кусочно-гладкую) поверхность. В реальных изделиях это далеко не так — обычно поверхность субстрата является шероховатой. Шероховатость может быть различной по форме, а ее уровень, характеризующий высоту гребешков , может быть сопоставим с толщиной клеевой прослойки. Испытания образцов из одних и тех же материалов с различной шероховатостью субстрата приводят к различным результатам. [c.53]

Однако разрушение по склеиваемым материалам отнюдь не означает, что оно происходит без участия клеевого шва. Напряжения, концентрирующиеся на границе раздела фаз (влажностные, температурные и прочие), передаются при условии достаточной адгезионной прочности на самый слабый материал, которым может быть не клей, а субстрат. В связи с этим длительная прочность клеевых соединений при разрушении по субстрату бывает ниже длительной прочности соединяемых материалов. В качестве примера можно назвать клееную древесину [25]. [c.207]

Независимо от влажности длительная прочность клеевых соединений древесины выражается прямолинейным законом, поскольку разрушение происходит преимущественно по субстрату [25]. Так же как при действии температуры и нагрузки, метод перемножения коэффициентов не оправдывает себя для оценки влияния нагруз ки и влажности. При раздельном учете этих факторов получаются данные, заниженные на 14% (влажность древесины 15%) и на 43% (влажность древесины 30%) по сравнению с одновременным. [c.218]

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]

Первый тезис лежит в основе выбора направлений разработки клеевых составов, поскольку существен вопрос о том, прочность какого элемента адгезионного соединения следует повышать — клеевого шва или приповерхностной зоны субстрата. Характер разрушения склеек в соответствии с общепринятыми представлениями может бы1[ь адгезионным (по межфазной границе), когезионным (по фазе одного из субстратов или клеевого шва) или смешанным (комбинированным). Подобная альтернатива нд[ первый взгляд естественна и подтверждается многочисленными экспериментальными данными. Тем не менее ее противоречивость следует из фактов наличия как терминологических неточностей, так и отдельных дискуссионных представлений. Анализ показывает [21], что в равновесных правильно сформированных адгезионных соединениях закономерен лишь когезионный характер их разрушения, частным случаем которого является смешанный. [c.19]

Последний фактор оказывает непосредственное воздействие на прочностные параметры склеек при условии, если й не превышает размеров зоны деформации. Решающую роль при этом играют когезионная прочность отвержденного клея и возникающие в нем внутренние напряжения. При недостаточной толщине клеевого шва возможно самопроизвольное отделение адгезива от поверхности субстрата вследствие развития повышенных напряжений. Чрезмерное значение е1 приводит к тому, что прочность адгезионного соединения будет определяться когезионной прочностью отвержденного клея, которая, как правило, меньше потенциально возможной адгезионной прочности и собственной прочности субстрата в этом случае разрушение склейки будет проходить по фазе адгезива. [c.25]

При нагружении соединений материалов, прочность которых достаточно высока, может происходить их деформация (рис. 1.14). Напряжения в соединении внахлестку распределены неравномерно, причем максимальны они на краях нахлестки, минимальны — в центре. Напряжения, вызванные внешней растягивающей силой, действующей вдоль продольной оси соединения, будут действовать в различных направлениях, так что в конце концов разрушение начнется вследствие отдира, который в точках М и N достигает наибольшей величины. На напряжения в соединении будут влиять не только его площадь и толщина клеевого слоя, но и толщина субстрата и его механические свойства, от которых зависит деформация образца. Именно изменение формы образца приводит к изменению величины и характера напряжений, в соединении возникает неблагоприятная комбинация действующих сил, из-за чего ускоряется разрушение. Деформации можно помешать, не только увеличивая толщину и прочность субстрата, но и упрочняя соединения с помощью накладок, ребер и т. п. [c.36]

При испытаниях на неравномерный отрыв затраты энергии на деформирование клея и субстрата зависят не только от свойств компонентов адгезионного соединения, но и от вида напряженного состояния. При отслаивании клея от жесткого субстрата к энергии разрушения адгезионных связей добавляется энергия, затрачиваемая на деформирование адгезива и гибкого субстрата. При расслаивании надо учитывать дополнительно затраты энергии на деформирование второго субстрата. Естественно, что с увеличением толщины клеевого шва усилие расслаивания растет. В случае клея с неупругими свойствами усилие расслаивания 5 определяется выражением [c.69]

При зачистке поверхности шлифовальными шкурками используют шкурки № 12—16. Можно использовать также опиловку. В промышленности при подготовке поверхности металлов этот способ используется весьма ограниченно, так как в процессе обработки возможно внедрение в поверхность обрабатываемого металла инородных частиц, способных вызвать-коррозию. Для подготовки поверхности неметаллических материалов он используется чаще. При склеивании стеклопластиков обработка поверхности механическим путем (зашкури-рованием или зачисткой) обеспечивает разрушение клеевого соединения по субстрату и увеличение его прочности (по сравнению с данными, полученными при склеивании материала с необработанной поверхностью) [253]. Зачистку поверхности-можно механизировать, используя приспособления типа полотеров. Пыль, образующуюся при такой зачистке, удаляют пылесосом. Для механической обработки поверхности можно использовать также вату из стальной проволоки [131, с. 233]. [c.157]

В соответствии с таким подходом процесс образования клеевых соединений складывается из последовательно протекающих стадий формирования площади контакта клея с субстратом (макропропесс) и взаимодействия контактирующих поверхностей элементов системы (микропроцесс). Процессы деформирования и разрушения клеевых соединений обладают собственной спецификой [3]. [c.5]

Результаты измерения ударопрочности в клеевом соединении хорошо коррелируют с данными по ударной вязкости блочных образцов (см. рис. 5.20, кривая 7) и работе разрушения (кривые 5, 6) пленок исследуемых материалов. Причем в последнем случае степень корреляции очень высока. Практически полное соответствие между показателями Я и Лр дает возможность предположить, что ударостойкость ЭКК в клеевом слое (конечно же, при принятом способе подготовки поверхности субстратов к склеиванию) определяется в первую очередь когезионной, а не адгезионной прочностью. Из корреляции Н и Лр. следует также, что процесс разрушения клеевого слоя носит не силовой, а энергетический характер. [c.111]

За время, прошедшее после выхода в свет первого издания книги, были разработаны и внедрены в промышленность новые синтетические клеи повышенной теплостойкости, вододисперсионные, термоплавкие и др. Интенсивно исследовались вопросы адгезионного взаимодействия, особенности формирования гетерогенных полимерных систем, их напряженное состояние, прочность и стабильность. Получили дальнейшее развитие различные- подходы к механическим свойствам и разрушению полимерных материалов, основанные на кинетической природе прочности. Следует отметить и определенные успехи в теоретическом изучении и практическом использовании различных методов повышения эксплуатационных характеристик клеевых и других адгезионных соединений, особенно основанные на модификации поверхности субстрата низко- и высокомолекулярными веществами. Те из перечисленных вопросов, которые в наибольшей степени связаны с проблемой прочности и долговечности клеевых соединений, подробно рассмотрены во втором издании книги. Однако основной упор делается на рассмотрение длительного влияния различных факторов, действующих на клеевые соединения конструкционных материалов при эксплуатации. Обычно это недостаточно освещается в монографиях, посвященных адгезионным соединениям. [c.6]

Субстратом должны служить жесткие материалы, как правило, металлы. По такой же схеме определяется энергия разрушения полимеров, металлов и т. п. Подобным образом была сопоставлена энергия разрушения эпоксидных клеев в свободном виде и в клеевом соединении. Оказалось, что если зона деформации в вершине растущей трещины больше толщины шва, то энергия разрушения клея в объеме больше, чам в клеевом шве. При повышении температуры Скот растет, а Садг описывается кривой с максимумом, зависящим от толщины клеевого шва, вида клея и т. п. (рис. 4.3). [c.121]

Процессы диффузии начинаются со смачивания (см. гл. 1). При большой прочности связи адгезив — субстрат хорошее смачивание водой является недостаточным для снижения водостойкости клеевых соединений. Добавки в клей ПАВ — фторированного спирта Н(Ср2)4СНгОН и ОП-10 — ведет к росту водостойкости соединений стали на клеях на основе полибутилметакрилата и метилмет-акрилата и кажущейся энергии активации разрушения примерно в 1,5 раза. Краевой угол смачивания стали клеем под водой снижается (рис. 6.8) [68] разрушение имеет когезионный характер. [c.183]

Замедляет переход к адгезионному характеру разрушения и повышает усталостную прочность правильный выбор способа подготовки субстрата под склеивание. Например, травление нержавеющей стали растворами слабых кислот вместо сильных снижает кратковременную прочность клеевых соединений, но повышает сопротивление усталости. Наихудшие результаты дает опескоструивание [122]. [c.253]

Систематическое исследование направлений полимеризации 24 гексатриенов-1,3,5 различными методами, в том числе ИК-и ПМР-спектроскопическими, показало [2, с. 173], что перок-сидное инициирование обусловливает образование линейных полимеров по типу 1,6-присоединения. Такой вариант проведения процесса наиболее приемлем при склеивании. Поэтому адгезионные свойства гексатриенов изучены на примерах индивидуальных мономеров или их растворов, содержащих 0,5 % пероксидов бензоила или дикумила. Как следует из табл. 6, соответствующие адгезивы обеспечивают высокие значения прочности клеевых соединений, составляющие 7,8—21,4 МПа для стали 3 и 1,7—3,4 кН/м при креплении к ней резины на основе полиизопропенового эластомера СКИ-3 [114]. В последнем случае относительная узость интервала значений сопротивления расслаиванию обусловлена когезионным характером разрушения адгезионных соединений по приповерхностным слоям субстратов, упрочненным продиффундировавшим в них адгезивом. Наибольшей адгезионной способностью характеризуются, как и следовало ожидать, азотсодержащие адгезивы. Если в среднем сопротивление отрыву резино-сталь-ных соединений составляет около 10 МПа, то минимальное значение равно 12,7 МПа, а максимальное — 21,4 МПа. Этот факт свидетельствует о справедливости исходных теоретических представлений, определяющих выбор химической природы адгезивов. [c.27]

С другой стороны, в зависимости от природы контактирующих объектов и условий их взаимодействия в системе могут реализоваться и иные типы сил. Так, для целлюлозы большую роль играют водородные связи. В ряде случаев адгезионное взаимодействие обусловлено донорно-акцепторными, недисперсионными, ионными связями соответствующим вопросам посвящено большое число работ, обычно полный расчет должен учитывать влияние основных типов связей. Однако наиболее распространено на практике образование химических межфазных связей при получении клеевых соединений. По сути, разработка клеевых композиций и модификаторов поверхности субстратов направлена на введение в их состав функциональных групп, обеспечивающих эффективное осуществление химических реакций через границу раздела фаз. Отметив распространенность такого подхода, подчеркнем, что он не является единственно возможным с теоретической позиции (в силу достаточности,как известно, ван-дер-ваальсовых сил для обеспечения когезионного характера разрушения склеек) и его развитие накладывает принципиальные ограничения на выбор природы контактирующих объектов и технологических Ч Лежимов их взаимодействия. [c.17]

Влияние температуры на процесс склеивания обусловлено ее связью с реологическим характером растекания адгезива по поверхности субстрата. Рост температуры обеспечивает более полный молекулярный контакт за счет снижения вязкости клеевого состава, разрушения возникаюших в нем надмолекулярных образований и уменьшения продолжительности формирования склеек. С другой стороны, повышение температуры приводит к отверждению или доотверждению адгезивов. Суперпозиция этих факторов обусловливает экстремальный вид температурных зависимостей прочности клеевых соединений. Этот факт следует из многочисленных данных, в том число из достаточно строгих, установленных в результате исследования адгезии в вакууме около 0,1 Па к максимально гладким образцам стали (плитки Иоган-сона) несшитых полиизопренов узкого молекулярно-массового распределения. Классические зависимости долговечности от температуры и возникающих напряжений имеют вид экспоненциальных уравнений [c.37]

На краях клеевого -соединения находится граница трех фаз, которая представляет собой в определенной степени слабое место с точки зрения воздействия внешней среды. Кроме того, сродство диффундирующих агентов к субстрату и клеящему слою различно в зависимости от поверхностных свойств и полярности всех компонентов системы. Наиболее благоприятным будет тот щов, при котором сродство -среды к субстрату и клею будет одинаково низким. Различное сродство будет вызывать различные ответные действия на границе -субстрат — клей и сделает возможным проникновение среды в одну или другую фазу. Это является, например, причиной отслаивания клея по краям клеевого соединения. При одновременном действии механической нагрузки и среды возникают трещины, которые являются местом концентрации напряжений, т. е. местом, которое может (стать центром разрушения. Если же конструкция соединений такова, что на краях шва концентрация напряжений наиболее высока, яоно, что среда действует в наиболее опасном месте. Из этого следует, что необходимо оценивать состав среды, и если в среде присутствуют вещества, обладающие способностью к диффузии, и с различ1ным сродством к компонентам клеевой системы, то необходимо защищать шов соответствующим покрытием или каким-нибудь другим способом. [c.168]

Известно, что аппретирование субстрата существенно повышает эксплуатационные характеристики композитов и клеевых соединений, особенно их водостойкость [145—147]. Однако методом РФЭС было показано [190], что -аминопропилтриэтокси-силан, используемый в качестве грунта при склеивании эпоксидными клеями стали или титана, в случае длительной выдержки в воде не избавляет от разрушения по пограничному слою. Постепенный гидролиз грунта влечет за собой снижение прочности соединения. При этом механизм процесса заключается в трансформации оксидов алюминия в бемит, который имеет плохую адгезию к основному металлу. Роль -аминопропилтриэток-сисплана заключается в увеличении индукционного периода, необходимого для формирования бемита. [c.111]

При термообработке выше температуры стеклования полимера в нем протекают релаксационные процессы, которые влияют на остаточные напряжения, как это было показано для полиэпоксидов (см. гл. 3). Высокие упругие характеристики полимера в адгезионном соединении должны сочетаться с его способностью к рассеиванию энергии с целью иерераспределения концентрации напряжений в композите, клеевом соединении и др. Способность к диссипации энергии может выражаться модулем механических потерь. При исследовании влияния диссипативных характеристик полимерной матрицы в углепластике на кинетику накопления повреждений показано [269], что размер микротрещин в блоке матрицы в месте разрывов одиночного волокна уменьшается с повышением значения модуля механических потерь связующего. Более ранняя локализация разрывов волокон, приводящая к формированию очага разрушения, происходит в углепластике на основе связующего с низким значением модуля механических потерь. Таким образом, связующее должно сочетать высокие упругие и диссипативные показатели. Использование грунтов, аппретов, по существу, приводит к такому же результату. В большинстве случаев их применение способствует перераспределению напряжений и соответственно более позднему появлению очагов разрущения. Если такое средство одновременно повышает устойчивость связей полимер — субстрат, то это является дополнительным благоприятным фактором. [c.206]

Бикерман утверждает, что даже тогда, когда можно предположить наличие резкой границы между двумя фазами (напри мер, в системе стекло—полиэтилен), разрушение вдоль этой границы не происходит. Это утверждение иллюстрирует рис. 1.9. Предположим, что нам удастся приложить нагрузку в соединении точно по границе перпендикулярно к плоскости шва. Трещина начнет расширяться в плоскости границы. Но уже после разрушения первых связей (молекулярных или атомных) трещина может распространяться, разветвляясь между молекулами субстрата или клея. Наиболее вероятно, таким образом, что трещина прорастает от участка клеевого шва, где за счет неровности поверхности образуется более толстый слой клея (область Q на рис. 1.9). Трещина может распространяться в трех направлениях, причем вероятность распространения в прямом направлении составляет (7з) (если трещина распространяется между тремя атомами). Если трещина распространяется между п+ атомами, то вероятность прямого распространения будет (7з)" если л=10, то вероятность составит 1 59ООО, т. е. разорвется только одна из 59000 связей между молекулами субстрата и клея. При переходе от плоскости в пространственную сферу вероятность распространения трещины в плоскости шва будет только (У )". Этот расчет действителен только при условии, что прочность связи субстрат — клей равна когезионной прочности субстрата и клея. Если адгезия хотя бы в некоторых местах слабее, то трещина вероятнее всего будет распространяться в направлении наименьшей прочности. Это отвечает и расчетам с помощью критерия Ханстбергера [см. уравнения (1.24) — (1.27)]. [c.26]

Если при испытаниях на трещиностойкость при неравномерном отрыве (разрушение I вида) моделирующие рост трещины в пограничных слоях энергетические показатели заметно зависят от толщины клеевого шва (независимо от введения эласти-фикаторов), то при сдвиге (разрушение II вида) и неравномерном отрыве со сдвигом (разрушение I, II вида) это проявляется меньше [78]. Эффект от введения каучуков и полиуретанов в эпоксидные композиции при разрушении II и I, II видов по сравнению с I весьма невелик. На основании сравнения с поведением блочных образцов при отрыве, сдвиге и комбинированном действии сил был впервые сделан вывод [78], что при деформациях сдвига не увеличивается свободный объем, так что присутствие частиц модификатора, дпспергпрованных в матрице, не приводит к увеличению затрат энергии на неупругое деформирование в вершине трещины. На этот процесс накладывается повышенная деформативность соединения в процессе роста трещины. Причиной этого может служить образование микротрещин и на границе раздела субстрат — полимер. Следует подчеркнуть, что истинно адгезионного разрушения при этом не происходит. На поверхности субстрата всегда можно обнаружить тот или иной слой полимерной фазы. Однако, его свойства отличаются от свойств полимера в блоке, и прорастание начальных трещин инициируется в этом пограничном слое. [c.71]

Приведенные данные показывают, что наиболее вероятным механизмом взаимодействия адгезионных соединений с водой является проникновение последней в клеевой шов с последующим распределением в нем. Тогда нельзя не учитывать пластифицирующего действия влаги на адгезив, проявляющегося при действии не только на такие полимеры как полистирол [316], но и на весьма жесткие эпоксидные адгезивы [318, 336]. Небольшие количества воды способны, сорбируясь в аморфных областях адгезива, разрыхлять его структуру и тем самым интенсифицировать межфазное взаимодействие, например полиамидов [328]. И, наконец, вода может приводить к образованию граничных слоев пониженной когезионной прочности (слабых граничных слоев), отрицательно сказывающихся на прочности системы в целом. В пределе проникшая через клеевой шов вода может сорбироваться по поверхности субстрата, обусловливая адгезионный характер разрушения соединения. Этим можно объяснить недавно обнаруженную линейную зависимость между сопротивлением отрыву пентапластового покрытия от стали и концентрацией паров воды в атмосфере [337]. Противоположный эффект характерен, по-ви-димому, только для отдельных типов металлополимерных адгезионных соединений, воздействие воды на которые может привести к их эффективному взаимодействию с субстратом. Такой случай наблюдали на примере алюминия, покрытого полиамидами, когда образующиеся гидроксиды обусловили когезионный характер разрушения системы и рост ее прочности [338]. [c.77]