Когезионная прочность соединяемых материалов

Прочность клеевого соединения, как уже. было сказа­но, зависит от - состояния склеиваемых поверхностей [273, с. 23, 299—301]. В общем случае свойства поверх­ности полимеров коррелируют с их когезионной проч­ностью. Однако возможны и отклонения в случае соеди­нения полимеров, поверхность которых либо покрыта веществами с низкой поверхностной энергией и/или низ­кой когезионной прочностью (жирами, пластификатора­ми, не вступившими в реакции полимеризации или поли­конденсации соединениями и др.) [174, с. 370], либо имеет ориентированный поверхностный слой [279, 302]. Кроме того, у деталей из отвержденных при нагревании реактопластов поверхностный слой может иметь более высокую степень отверждения, чем материал в объеме [192]. Удаление подобных «слабых слоев» [279, 299] и предотвращение дальнейшего загрязнения, а также удаление. механических примесей (пыли, стружки, опи­лок) — одни из эффективных способов повышения проч­ности склеивания.

Существенное влияние па прочность клеевых соеди­нений деталей из термопластов оказывает морфология их поверхности [292], которая, в свою очередь, опре­деляется технологией изготовления деталей [302, 303].

Измерения краевого угла смачивания отливок тер­мопластов жидкостями различной полярности показали [302], что при изменении морфологии поверхности не происходит существенного изменения критического по­верхностного натяжения. Поэтому увеличение прочности

Когезионная прочность соединяемых материалов

где Н — средняя глубина поры; R — средний радиус поры.

При формировании клеевой прослойки на шерохова­той поверхности необходимо считаться с тем, что время достижения равновесного смачивания увеличивается с повышением вязкости клея, которое может происходить в результате его отверждения [294]:

Лук c°s0

где Л — глубина затекания клея в пору со средним' диаметром D за время f; уи — поверхностное натяжение клея; 0 — краевой угол сма­чивания; и — вязкость клея.

Если скорость растекания клея оказывается ниже, чем скорость его отверждения, то на склеиваемых по­верхностях остаются незаполненные клеем полости! При склеивании, например, отвержденных реактопла - стов желательно, чтобы поверхность была по возмож­ности более гладкой.

Однако по мере повышения температуры склеива­ния скорость растекания клея по шероховатой поверх­ности становится больше скорости отверждения клея.

Для - обеспечения полного смачивания необходимо, чтобы исходная вязкость клея сохранялась в течение длительного времени. В термодинамически совместимых системах при достаточно большом периоде индукции полимеризации основы клея последний успевает не только смочить поверхность, но и диффундирует внутрь, что обеспечивает большую прочность и долговечность клеевого шва [298].

Невозможностью заполнения клеем неровностей по­верхности в случае его скоростного (например, высоко­частотного) отверждения можно объяснить факт сни­жения прочности соединения по зашкуренным поверх­ностям, обнаруженный в работе [193].

Адгезия, которая была достигнута на стадии форми­рования клеевого шва, может измениться в процессе отверждения и/ или затвердевания клеевой прослойки. Усадка полимера в этом случае может привести к уве; личению расстояния между взаимодействующими моле-.

кулами или атомными группами и снижению в резуль­тате этого адгезионной прочности, или к возникновению остаточных напряжений.

В процессе эксплуатации соединения адгезионная прочность может изменяться под влиянием окружающей среды Xагрессивные среды, температура, постоянно дей­ствующие нагрузки и др.), а также в результате разли­чия деформационных, теплофизических и других харак­теристик клеевой прослойки И соединяемых материалов или химических и физических процессов, протекающих внутри клеевого шва и па поверхности его контакта с соединяемыми материалами.

Комментарии закрыты.