Статья по теме: Прочность адгезионного

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Прочность адгезионного соединения зависит не только от взаимодействия молекул на границе фаз, но и от ряда других факторов (условия формирования адгезионного соединения, продолжительность контакта поверхностей, скорость приложения нагрузки и т. д.); существенное значение имеют механические свойства соединенных материалов, которые могут отличаться от соответствующих показателей тех же материалов, взятых в отдельности, вследствие изменения их структуры под влиянием силового поля твердой поверхности [53] —эффект дальнодействия.[4, С.470]

Экспериментальная прочность адгезионного сцепления твердых тел зависит от условий изготовления, формирования и разрушения склейки [12, 13], причем влияние различных факторов на адгезию невозможно учесть количественно или полностью исключить, поэтому как сами результаты измерений адгезии, так и истолкование их различными авторами различны [12—15]. В этой связи очевидно, что метод определения адгезии должен удовлетворять следующим требованиям: 1) наилучшим образом моделировать реальные условия адгезионного нагружения, 2) позволять проводить измерения адгезии всегда в одинаковых условиях (геометрическое подобие склеек, характера нагружения и т. д.) и относить результат к площади контакта полимеров, 3) сводить к минимуму искажения измеряемой величины различными факторами.[6, С.299]

Таким образом, конечная прочность адгезионного полимерного соединения будет зависеть от поверхностной энергии и смачивания, связанных, в свою очередь, с проявлением межмолекулярных сил на границе раздела фаз, характера и развитости микрорельефа, реологических и физико-химических свойств адгезива, давления, температуры и времени.[2, С.94]

Другой особенностью адгезионной прочности является ее зависимость от температуры. С повышением температуры прочность адгезионного соединения обычно снижается, но в ряде случаев это происходит немонотонно. Характерные примеры подобных немонотонных зависимостей адгезионная прочность — температура приведены на рис. IV.39. При анализе этих законо-• мерностей, так же как и при анализе скоростной зависимости прочности, следует исходить из представлений о температурной зависимости прочности твердых тел, и в том числе полимеров. Напомним, что кинетический подход в сочетании с термофлуктуацион-ным механизмом разрушения, впервые сформулированный Сме-калем [263] и Александровым [264] и развитый затем в работах Журкова, Бартенева, Гуля и других исследователей, позволил раскрыть многие особенности процесса разрушения твердых тел [62, с. 44; 63, с. 199; 135; 216—224; 225, с. 228, 285]. Такой[7, С.188]

Для изготовления клеев на основе хлоркаучука и неопрена можно использовать те же растворители, что и для клеев на основе неопрена; ароматические углеводороды, хлорсодержащие растворители, эфиры и кетоны (за исключением ацетона). От выбора растворителя зависит клейкость и время выдержки клеевой композиции перед склеиванием, а также прочность адгезионного сс-единения. В клеевую композицию можно вводить наполнители (бланфикс, каолин, бентонит, диоксид кремния, силикаты), однако при этом следует учитывать возможное изменение свойств клея. В состав клея также входят стабилизаторы (эпоксидированное соевое масло, эпихлоргидрин, смесь оксидов цинка и магния) и антиоксиданты. Оптимальное соотношение между хлоркаучуком и неопреном в клеях общего назначения колеблется от 1 : 1 до 1 : 2.[3, С.215]

Для измерения адгезии нами был использован метод разрушения элементарного узла нетканого материала — выдергивание отдельного волокна (диаметром около 20 мк) из блока связующего (из «муфты», соизмеримой по размерам с диаметром волокна и закрепленной на специальных волокнах — носителях). Очевидно, в этом случае только сдвиг волокна дает возможность избежать когезионного разрушения связующего. Поверхность волокон предельно гладкая, площадь контакта мала (1 — 1,5'10~2лш2) и точно измерима [5]. Измерения адгезии проводились при комнатной температуре, каждое значение аа (прочность адгезионного сцепления) — среднее из 20—40 измерений, среднеквадратичная: ошибка — менее 10%.[6, С.300]

Для прочного слипания двух твердых тел необходимо обеспечить тесный контакт между их поверхностями, поскольку ван-дер-вааль-совы силы оказываются пренебрежимо малыми, если расстояние между молекулами превышает несколько ангстрем. Боуден и Тейлор [5] установили, что из-за существования микрошероховатостей на поверхности контакта (рис. 4.2) фактическая площадь контакта составляет очень небольшую часть номинальной площади контакта. Для адгезии твердых тел большое значение имеет не только величина фактической площади контакта, но также и отсутствие на поверхности контакта различных органических загрязнений или оксидов, наличие которых существенно уменьшает прочность адгезионного соединения. Существенное уменьшение площади фактического контакта может произойти из-за эластического восстановления пиков поверхностных шероховатостей, развивающегося после снятия нормальной нагрузки, обеспечивающей прижатие друг к другу контактирующих твердых тел. Чтобы предотвратить это уменьшение площади фактического контакта, необходимо произвести отжиг контактирующих поверхностей под действием сжимающей нагрузки. Часто для увеличения поверхности фактического контакта между двумя твердыми телами вводят слой жидкости, которая, затвердевая, обеспечивает необходимую для эксплуатации прочность адгезионного соединения.[1, С.82]

Исследование процессов разрушения наполненных резин методом электронной микроскопии показывает [270], что разрыв происходит по извилистой линии от одной поверхности раздела каучук — наполнитель к другой. Поверхности частиц наполнителя или непосредственно примыкающие к ним области могут являться слабыми местами, по которым происходит разрушение. Многочисленные внутренние дефекты, характерные для структуры вулканизатов, вызывают повышенное рассеяние энергии вследствие увеличения объема резины, который необходимо подвергнуть сильному растяжению в процессе разрыва. Объем вовлеченной в процесс деформирования резины и величина рассеиваемой энергии деформации зависят от степени адгезии каучука к наполнителю. Таким образом, появление дефектов (гетерогенности) может не только ослаблять прочность адгезионного соединения, но и быть причиной упрочнения материала.[5, С.267]

При дублировании двух слоев невулканизованных резиновых смесей, которые можно рассматривать как вязкие или упруговязкие жидкости, сравнительно быстро достигается плотный контакт по площади, соответствующей номинальной площади контакта. Если полимеры несовместимы термодинамически, то между ними сохраняется четкая граница раздела. При этом адгезия определяется межмолекулярным взаимодействием {32] или (при полном отсутствии воздушных включений, загрязнений и оксидных пленок на поверхности) когезионной прочностью более слабого компонент а._Если_же jro/mмеры совместимы_ (самопроизвольно смешиваются), то вследствие взаимодиффузии макромолекул будет происходить постепенное размывание границы контакта с образованием промежуточного диффузного слоя. При этом граничный слой приобретает свойства полимера в объеме и прочность адгезионного соединения также следует рассматривать с позиций общих представлений о природе (объемной) прочности полимеров. При соединении резиновой смеси с вулканизатом, даже если они приготовлены на основе совмещающихся каучуков, вследствие наличия пространственной устойчивой структуры у вулканизата возможна, главным образом, односторонняя диффузия смеси. Поэтому всегда сохраняется четкая граница раздела и глубокий микрорельеф поверхности. Истинная (фактическая) площадь контакта в этом случае может быть гораздо больше (в десятки раз) номинальной [39, 40] и при полном покрытии этого рельефа пластичной резиновой смесью прочность связи может быть довольно высокой (до 1—2 МПа), даже если удельное межмолекулярное или химическое взаимодействие сравнительно мало и имеются многочисленные дефекты и включения в граничном слое. Например сложная структура технических волокон (рис. 2.18) может быть причиной многих дефектов резино-кордной системы.[2, С.96]

Измерения свойств поверхности проводили с отдельными моноволокнами диаметром 20 мк. Методом сдвига [1] определяли удельную прочность адгезионного сцепления волокон со смолами, смачиваемость волокон оценивали по методике, предложенной в работе [2]. Все измерения проводила при комнатной температуре. Каждое значение в таблицах — среднее .из 20—40 измерений, разброс менее 10%.[6, С.606]

Рассмотрим подробнее вопросы адгезионной прочности. Об адгезии обычно судят по удельной силе и удельной работе разрушения адгезионного соединения, т. е. по адгезионной прочности. Однако прочность адгезионного соединения (адгезионная прочность) зависит не только от молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз, но и от условий формирования соединений, формы и размеров образцов, механических характеристик соединяемых материалов, условий приложения разрушающего напряжения и многих других факторов, не имеющих, строго говоря, к^адгезии непосредственного отношения. В этом одна из принципиальных трудностей, возникающих при изучении адгезии. Дело в том, что при разрушении адгезионного соединения значительная часть работы затрачивается на деформацию компонентов адгезионного соединения. Адгезионная прочность может быть приравнена к адгезии.только тогда, когда адгезионное соединение лишено каких-либо дефектов, а разрушение соединения производят с бесконечно малой скоростью [3]. Практически эти условия невыполнимы, и поэтому адгезия и адгезионная прочность не могут быть отождествлены.[7, С.7]

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