На главную

Статья по теме: Адгезионное разрушение

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

В последнее время опубликован ряд работ [22, 50, 51], в которых подвергнуты критике существующие теории адгезии и в качестве наиболее общей теории предложена реологическая теория адгезии, или теория механической деформации адгезионных соединений. Такая теория могла бы быть полезна, если бы она дала возможность понять причины существования адгезии на границе раздела фаз. Однако эта теория вообще не дает ответа на вопросе причине адгезии между двумя твердыми телами или твердым телом и жидкостью и может рассматриваться не как теория адгезии, а, скорее, как теория адгезионных соединений. Действительно, согласно Шарпу [51], прочность адгезионной связи не определяется межфазными силами, так как чисто адгезионное разрушение встречается очень редко. Вряд ли такое положение может быть приемлемым. Мы считаем [52], что прежде всего необходимо четкое разделение двух понятий — адгезии и адгезионной прочности. Существует понятие адгезии как физического явления [12, 13] и определение адгезии как термодинамической величины. Одновременно существует и другое понятие — «адгезионная прочность» соединения, относящееся к области разрушения твердых тел. Адгезионная прочность является кинетической величиной, зависящей от скорости расслаивания, а не равновесной характеристикой. Хорошо известно, что теоретическая прочность твердых тел не соответствует их реальной механической прочности. Теоретическая прочность определяется молекулярными силами, в то время как реальная прочность зависит от дефектов структуры и других факторов. Процесс деформации твердых тел является неравновесным и связан с диссипацией энергии. Несоответствие между термодинамически вычисленной работой адгезии и определенной экспериментально адгезионной прочностью является результатом того, что при разрушении адгезионного соединения его прочность определяется в неравновесных условиях. Поэтому можно ожидать, что между понятиями «адгезия» и «адгезионная прочность» соответствие будет существовать только в том случае, когда последняя определяется в термодинамически равновесных условиях разрушения идеальной структуры, т. е. при деформации с бесконечно малой скоростью. Таким образом, при постоянстве термодинамической работы адгезии (величины, определяемой только природой взаимодействующих поверхностей) работа разрушения адгезионного соединения может изменяться в зависимости от многих факторов. Поэтому термодинамическая работа адгезии, если она правильно определена (см. выше), является единственной величиной, характеризующей адгезию и имеющей физический смысл независимо от условий испытания или условий формирования адгезионного соединения, приводящих к тем или иным дефектам.[5, С.15]

Адгезионное разрушение 337 Адиабатное растяжение 81 Амонтона закон трения 353 Ангармонические колебания 49 Аномально вязкие системы 148 Афинная деформация цепей 107[1, С.388]

Адгезионное разрушение подчиняется закономерностям, аналогичным закономерностям когезионного разрушения. Часто расслаивание склеек представляет собой не адгезионное, а коге-зионное разрушение одного из слоев. Характеристики адгезионной прочности связаны с температурой, скоростью роста дефектов и временем воздействия разрушающей силы зависимостями, аналогичными температурной, скоростной и временной зависимостям, когезионной прочности, а также с температурой и временем контакта, давлением и энергией адгезионных связей. Эта связь в каждом конкретном случае может быть выражена количественно.[4, С.139]

Следует предостеречь также и от другой крайности — отрыва адгезионной прочности от явления адгезии, принижения роли адгезии в проблеме прочности адгезионных соединений. Хотя адгезионная прочность не сводится только к адгезии, практически она в значительной степени зависит от адгезии, управляется адгезией. Можно указать на несколько путей воздействия адгезии на адгезионную прочность. Самое простое и непосредственное проявление воздействия адгезии на адгезионную прочность наблюдается, когда граница адгезив — субстрат является слабой зоной адгезионного соединения. При механическом разрушении адгезионных соединений разрушение по границе раздела (адгезионное разрушение) встречается не часто. Тем не менее возможность такого разрушения не исключена [24]. В реальных условиях, когда на адгезионное соединение кроме механических напряжений действуют температура, влага, различные химические агенты, разрушение по границе раздела может стать преобладающим. В таких случаях влияние характера молекулярного взаимодействия адгезива с субстратом на прочность адгезионного соединения настолько очевидно, что не требует разъяснения.[7, С.8]

Чисто адгезионное разрушение соединений по поверхности раздела происходит редко, а разрушение, которое на практике считают адгезионным, обычно является следствием нарушения целостности граничного слоя.[2, С.110]

В зависимости от того, где происходит разрыв, принято различать адгезионное разрушение — адгезив полностью отделяется от субстрата, когезионное — разрыв в объеме адгезива или субстрата[3, С.470]

Абразивный износ 43 Агрегатное состояние 10, 11 Адгезионная прочность 129, 135 Адгезионное разрушение 130, 134 Адсорбционное последействие 163 Александрова уравнение 9 Александрова—Гуревича уравнение 223, 239[4, С.323]

Важность вопроса о прочности клеевых соединений при различных режимах испытаний не подлежит сомнению. Однако изучен этот вопрос весьма слабо. Наиболее систематические и наиболее значительные исследования зависимости адгезионных характеристик от режима нагру-жения проведены в СССР Б. В. Дерягиным и Н. А. Кротовой с сотрудниками [1—3]. Они изучали влияние скорости расслаивания на работу адгезии различных гибких адгезивов к достаточно жестким подложкам. Было показано, что при изменении скорости расслаивания на 6—7 порядков изменяется не только абсолютное значение величин, характеризующих адгезию, но и характер разрушения склейки: с изменением скорости когезионный разрыв (обычно по адгезиву) может переходить в адгезионный. В случае, когда наблюдается адгезионное разрушение склеек, адгезиограмма, снятая в достаточно широком диапазоне скоростей, состоит из трех участков и имеет весьма характерный вид (см., например, [2]).[6, С.311]

Изучались системы, состоящие из различных сочетаний поли-хлоропрена, полиизобутилена и натурального каучука с полиамидной пленкой [10]. Показано, что в большинстве случаев, когда в зоне контакта отсутствует мономер (капролактам), внешний вид поверхности пленки после отслаивания не отличается (под электронным микроскопом) от поверхности ее до контакта с адгезивом. В отдельных случаях (при комбинации полиамидной пленки с натуральным каучуком) на поверхности после разрушения удается обнаружить некоторые следы адгезива, которые могут быть низкомолекулярными фракциями адгезива или примесями, содержащимися в каучуке [147]. Методом реплик изучен [154, 197] характер разрушения наполненных полимеров и показано, что при низкой адгезии полимера к частицам наполнителя происходит адгезионное разрушение в зоне контакта полимер — частица наполнителя.[7, С.232]

Убедительно доказывает возможность разрыва по межфазной поверхности метод реплик, применяемый при электронно-микроскопическом исследовании поверхности. В основе этого метода лежит предположение о том, что отделение реплики от субстрата происходит по границе раздела, т. е. чисто адгезионно. Это предположение неоднократно проверялось. Было обнаружено, что размеры микрофибрилл, получаемых при измельчении волокон, измеренные электронно-микроскопическим методом на просвет, совпадают с размерами, полученными методом реплик, снятых с поверхности волокон [10]. Размеры кристаллов полимеров, например толщина слоев в пластинчатых кристаллах, измеренные рентгенографически и методом реплик, совпадают [11—13]. При отсутствии адгезионного разрушения такие совпадения вряд ли могли бы быть. Адгезионное разрушение различных систем адгезив — субстрат неоднократно описано [7; 8; 9, с. 123; 14—19]. Разумеется, утверждать, что на поверхности субстрата (или наоборот) после разрушения системы адгезив — субстрат отсутствуют следы адгезива, вряд ли возможно, поскольку точность современных методов оценки характера разрушения ограничена. Возможно, на поверхности субстрата, особенно в неровностях и углублениях, и остаются мельчайшие, не фиксируемые экспериментально следы адгезива. На этом основании формально можно сделать вывод об отсутствии чисто адгезионного разрушения [2]. Разумеется, серьезно оспаривать подобные утверждения нецелесообразно. К вопросу о характере разрушения адгезионных соединений мы будем неоднократно возвращаться. Здесь уместно отметить одну из причин чисто адгезионного разрушения систем адгезив — субстрат. Дело в том, что межфазная поверхность в гетерогенной системе наиболее ослаблена из-за концентрации механических напряжений. Поэтому при отсутствии достаточно прочных молекулярных связей на границе раздела адгезив — суб-[7, С.162]

Адгезионное разрушение 161, 162 Адгезионный контакт, формирование[7, С.388]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бартенев Г.М. Физика и механика полимеров, 1983, 392 с.
2. Чернин И.З. Эпоксидные полимеры и композиции, 1982, 231 с.
3. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения, 1981, 656 с.
4. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров Издание третье, 1978, 328 с.
5. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
6. Ребиндер П.А. Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур и материалов, 1967, 624 с.
7. Берлин А.А. Основы адгезии полимеров, 1974, 408 с.

На главную