ГЛАВА 1. АДГЕЗИЯ. АДГЕЗИОННЫЕ СВОЙСТВА. АДГЕЗИОННО-КОГЕЗИОННЫЙ РАЗРЫВ.
1.1 Адгезия материалов в легкой промышленности
Адгезия – молекулярная связьдвух соприкасающихся разнородных твердых или жидких тел (фаз). Адгезия измеряется работой (Ар) разрыва, или сопротивлением разрыва, на единицу площадиконтакта приданном видедеформации (отрыв, скалывание). Эту работу относят кединице площади.Адгезионное взаимодействиераспространяется между в глубь на расстояние нескольких молекулярных слоеви постепенно уменьшается. В более глубоких слоях начинает появлятьсякогезионное взаимодействие. Когезия (сцепление) характеризует прочность однородныхтел -силу сцеплениямолекул, ионов,атомов веществав данном теле.Адгезионное взаимодействиемежду соприкасающимися поверхностямидвухразнородных тел может перейти в проявляющееся в объемеоднородного телакогезионное, или, образно говоря, разрыв соединяемых тел может произойти не по склеивающему шву, а по самому соединяемому материалу. Когезия определяется величиной работы (Ак), необходимой для разделения.
Адгезионная прочность-работа необходимаядляразрушения адгезионного соединения.Вадгезионную прочностьвходят двавида работ- работа разрыва между связей (адгезии) и работа деформациикомпонентов адгезионногосоединения. Чем прочнейадгезионное сцепление, тембольше деформациявзаимодействующих поверхностей, поэтомуработа деформации может быть. многократно больше работы. адгезии.
Количественно адгезия (и аутогезия) полимеров может быть определенадвумя методами 1) одновременным отрывом повсейплощади контакта одной части адгезионного соединения от другой и 2) постепенным расслаиванием адгезионного соединения. В первом случае разрушающая нагрузка может прилагаться в направлении как перпендикулярном к плоскостиконтакта поверхностей(испытание на отрыв), так и параллельном ей (испытание на сдвиг). Силу, преодолеваемую при одновременном отрыве повсейплощади контакта адгезионного соединенияи отнесенную кединице площади, называютадгезионным давлениемили давлением прилипания (единица измерения дин/см ). Метод одновременногоотрыва дает наиболее прямую и точную характеристикупрочности адгезионного соединения, однако он связан снекоторыми экспериментальнымизатруднениями, заключающимися, в частности, в необходимости строгого центрирования испытуемого образца и сложностисоздания условийдляравномерного распределения напряженийпо всему его сечению. Для обозначения сил, преодолеваемых припостепенном разрушенииконтакта (расслаивании),применяется терминсопротивление расслаиваниюили расслаивающее усилие (единица измерениядин/см). Очень часто адгезию, определяемую при расслаивании, характеризуют не силой, а работой,которую необходимо затратить на отделение адгезива от субстрата (единица измерения эрг/см).
Влияние факторов, обусловливающихповышение адгезии или аутогезии, полностью совпадает с их влиянием на диффузионную способностьмакромолекул.Наличие диффузиимакромолекул приобразовании адгезионного соединения между полимерамибыло доказано ипрямыми методами, в частности, спомощью меченыхатомов и электронной микроскопии.
Основным фактором, влияющим напродолжительность пропиткивсквозном капилляре, является вязкость пропитывающего вещества. Еслижидкость вязкостью90 Пас заполнит поверхностные впадины глубиной /=10 см за 5 мин, тосырая резиновая смесьзаполнит их только за несколько часов. Болеевязкий продуктпроникнуть в поры не сможет. При повышениитемпературы вязкость жидкостипонижается, что способствуетформированию адгезионного соединения, вследствие возрастанияистинной площади контакта фаз. Такой же эффект даютмеханические воздействия, давление и добавление в систему растворителей, пластификаторов и ПАВ.
Когда трещина выходит на границу адгезионного соединения слоев, то наблюдается адгезионное расслоение, а не когезионное ослабление. За исключением небольших различий в граничных условиях, сходство смеханическим описаниемкогезионного ослабления полное и потому нормальное напряжение расслоения о определяется по формуле .
Для прочного слипания двухтвердых тел необходимо обеспечитьтесный контакт между их поверхностями, поскольку вандерваальсовы силыоказываютсяпренебрежимомалыми, еслирасстояние между молекулами превышает несколько ангстрем. Боуден и Тейлор установили, что из-за существования микрошероховатостей на поверхности контактафактическая площадь контактасоставляет очень небольшую частьноминальной площади контакта. Дляадгезии твердыхтелбольшое значениеимеет не только величинафактической площади контакта, но также и отсутствие наповерхности контактаразличных органическихзагрязнений или оксидов, наличие которых существенно уменьшаетпрочность адгезионного соединения. Существенное уменьшение площади фактического контакта может произойти из-за эластического восстановленияпиковповерхностных шероховатостей, развивающегося после снятиянормальной нагрузки, обеспечивающейприжатиедруг к другу контактирующих твердых тел. Чтобы предотвратить это уменьшениеплощади фактического контакта, необходимо произвести отжиг контактирующих поверхностей под действием сжимающей нагрузки. Часто дляувеличения поверхностифактического контактамежду двумятвердыми теламивводят слойжидкости, которая, затвердевая, обеспечивает необходимую дляэксплуатации прочностьадгезионного соединения.
Весь текст будет доступен после покупки
