Данное уравнение неприменимо к случаю, когда жидкий полимер
обладает способностью полного смачивания твердой поверхности (q = 0). Кроме
того, некоторая трудность возникает при практическом измерении угла q, так как
здесь имеет место явление гистерезиса, т.е. изменение величины угла во времени.
Учитывая сказанное, адгезию твердых тел друг к другу характеризуют величиной
нагрузки, потребной для одновременного разрушения соединения по всей площади контакта
(равномерный отрыв в направлении, перпендикулярном плоскости клеевого шва, или
скалывание в направлении параллельном плоскости склеивания). Но строго говоря,
практическое применение такого метода определения прочности адгезионной связи
осложняется трудностью точного центрирования нагрузки по отношению к
испытываемому образцу, как обязательной предпосылки равномерного распределения
напряжений в клеевом шве.
При испытании адгезионной связи между гибкой тонкой пленкой и твердой
поверхностью используют метод неравномерного отрыва. Характер разрушения склеек
может быть различным: - адгезионным - когезионным - смешанным - микроскопичным
Наиболее ранняя гипотиза, посредством которой пытались объяснить возникновение
адгезионной связи между клеем и склеиваемым материалом, была предложена
Мак-Беном. По этой гипотезе клей, находящийся в высокоэластичном состоянии,
заполняет все имеющиеся на поверхности склеиваемого материала поры, трещины и
другие неровности, образуя между ними при затвердевании прочный клеевой слой.
Многим из клеев при затвердивании свойственно явление объемной усадки, которая
способствует стягиванию склеиваемых поверхностей. Следовательно, чем больше
пористость склеиваемого материала и ниже вязкость клея, тем прочность
склеивания должна быть выше. В действительности положение несколько иное.
Проникновение клея в глубь склеиваемого материала полезно только до
определенного предела, а применение низковязких клеев может послужить даже
причиной образования прерывистого клеевого слоя, резко ослабляющего прочность
соединения. Опыты показывают также, что достаточно высокая прочность клеевого
соединения может быть достигнута и при склеивании гладких непористых
поверхностей.
При склеивании древесины проникший в поры клей распределяется по внутренним их
поверхностям, надежно соединяясь с древесиной. Попытки отделить образовавшиеся
из клея полые цилиндры неизбежно приводят во всех случаях к их разрушению.
Следовательно, причина образования прочной связи кроется в действии каких-то
сил между клеем и склеиваемым материалом. Поэтому все теории как раз пытаются
объяснить адгезию действием тех или иных сил.
Существует несколько таких теорий:
1. Механическая теория адгезии.
При нанесении адгезива на подложку под воздействием тепла и давления происходит
проникновение молекул адгезива в поры и каналы субстрата и его отверждение.
Сцепление отверждающего адгезива с подложкой обуславливается механическим
заклиневанием адгезива в порах подложки.
2. Молекулярно-адсорбционная теория.
После нанесения жидкого адгезива на поверхность подложки под воздействием тепла
и давления происходит миграция молекул адгезива к поверхности подложки.
Молекулы адгезива адсорбируются и возникают силы межмолекулярного
взаимодействия.
3. Электрическая теория адгезии.
Система адгезив-субстрат рассматривается как микроконденсатор, на обкладках
которого формируется двойной электрический слой. Работа адгезии в этом случае
представляет собой работу необходимую для разведения обкладок конденсатора. Чем
больше скорость разведения обкладок, тем больше работа.
4. Диффузионная теория.
Молекулы адгезива и подложки представляются ввиде длинных макромолекул с
большим количеством гибких концевых групп. При воздействии температуры и
давления происходит сближение этих молекул и взаимная диффузия концевых групп.
Образование клеевого мостика и обуславливает сцепление между адгезивом и
подложкой.
5. Химическая теория.
Молекулы адгезива и субстрата представляют собой макромолекулы с большим
количеством реакционно способных групп. При воздействии температуры и давления
на систему происходит взаимодействие между этими группами (реакция
поликонденсации).
6. Релаксационная теория.
При нанесении адгезива на подложку происходит релаксация внутренних напряжений
в клею и в подложке в зоне контакта, в результате чего адгезив хорошо
растелается и проникает в поры субстрата. При взаимодействии температуры и
давления на систему в отвержденном клеевом соединении возникают внутренние
напряжения, которые также релаксируют в процессе выдержки и эксплуатации склееного
изделия.
Создание универсальной теории адгезии весьма заманчиво, так как в этом случае
можно было бы решать многие вопросы: - определять пути синтеза клеящих
полимеров - разрабатывать оптимальные режимы склеивания - предсказывать
возможную прочность клеевых соединений и т.д. Но в последнее время все чаще
высказывается мнение, что создание такой теории ввиду многообразия явлений,
протекающих при склеивании различных по своей природе материалов и при разных
условиях образования адгезионной связи, вряд ли возможно.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.