Содержание

Адгезионные свойства покрытий - Справочник химика 21

    Адгезионные свойства защитных покрытий, по современным воззрениям [19], являются фактором, определяющим их защитную способность, так как адгезионные силы на границе раздела металл — покрытие препятствуют образованию под пленкой новой фазы — продуктов коррозии. Высокие адгезионные свойства покрытия обеспечивают его сохранность при действии сдвиговых нагрузок, достигающих значительной величины при температурные деформациях трубопровода, в результате усадочных явлений в грунтах, при изменениях давления внутри трубопровода. [c.21]
    В железнодорожных цистернах и резервуарах с цинковым слоем с толщиной до 200 мкм, адгезионные свойства покрытия не изменились, а при толщине 250, 300 и 400 мм — заметно ухудшились. [c.104]

    На адгезионные свойства покрытий большое влияние оказывает природа металла, способ подготовки поверхности, состав композиций, условия пленкообразования (из раствора или из расплава), температурно-временные режимы и другие факторы.

Влияние способов подготовки поверхности на адгезионную прочность, рассмотренное в гл. 5, в целом справедливо и для покрытий. [c.191]

    На адгезионные свойства покрытий могут влиять и малые добавки веществ, обладающих поверхностно-активными свойствами. Особенно существенно пх влияние в случае порошковых красок, пленкообразование из которых происходит при плавлении и коалесценции частиц, обеспечивающих растекание расплава по поверхности окрашиваемого изделия. В качестве примера ниже показано влияние добавки акрилового сополимера АК-607-23 на краевой угол смачивания 0 и адгезию к алю- [c.194]

    Таким образом, в отличие от существующего представления о том. что проницаемость плепки является основным фактором, определяющим защитные свойства лакокрасочных покрытий, в настоящей работе было показано, что адгезионные свойства покрытий играют не меньшую, а иногда и большую роль, так как адгезионные свойства имеют значение не только как фактор, обусловливающий прилипание пленки к подложке, но и как фактор, препятствующий возникновению новой фазы на границе металл—пленка.

[c.318]

    И наконец, когда наблюдается неинтенсивное снижение адгезионной прочности при воздействии на покрытие агрессивных сред. В этом случае долговечность определяется как диффузионными, так и адгезионными свойствами покрытий. [c.49]

    Для получения полиэтиленовых покрытий с оптимальными свойствами широко используют различные добавки и наполнители. Так, улучшение прочностных и адгезионных свойств покрытий достигается введением окси- [c.98]

    Эффективными модификаторами могут быть дисперсные металлы и их оксиды. Так, оксиды алюминия и хрома, диоксид титана и др. используются для улучшения прочностных и адгезионных свойств покрытий на основе полиэтилена [17] и пентапласта [18], оксиды меди и кадмия, дисперсная ме,дь — для модификации свойств покрытий на основе фторсодержащих полимеров. [19], металлы и их оксиды в тонкодисперсном состоянии — для регулирования и стабилизации структуры покрытий на основе полиамидов [20]. Однако при модификации полимерных материалов металлами трудно добиться стабильности дисперсных систем, которые расслаиваются в процессе нанесения покрытий из-за большой разницы в плотностях компонентов. В связи с этим способ модификации дисперсных полимеров предельно диспергированными металлами в вакууме представляется наиболее перспективным [21]. 

[c.132]


    ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОЛЯРНОСТИ ПЛЕНКООБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА АДГЕЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОКРЫТИЙ И СМАЧИВАЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ [c.119]

    На образцах, выдержавших по внешним показателям три цикла испытаний, методами решетки и уголка определяли адгезионные свойства покрытия (способность пленки сцепляться с окрашиваемым металлом). [c.81]

    Физико-механические свойства покрытий оценивали по изменению их износостойкости в зависимости от условий формирования при различных давлениях истирания. Как известно [148], износостойкость является комплексным физико-механическим показателем, который зависит от деформационно-прочностных, релаксационных и адгезионных свойств покрытий.

[c.38]

    Недостатками ПБО являются его невысокая стабильность к термоокислительным процессам, хрупкость нри пониженных температурах (его температура стеклования 7°С), склонность к медленной кристаллизации полимера, полученного в аморфном виде после быстрого охлаждения, которая приводит к потере адгезионных свойств покрытий. [c.137]

    Пленки сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом бесцветны и обладают высокой прочностью при растяжении. Вследствие высокой эластичности покрытий нет необходимости вводить пластификаторы в состав лакокрасочного материала. По адгезионным свойствам покрытия на основе сополимера превосходят перхлорвиниловые, поэтому не требуются добавки алкидных смол. Покрытия на основе сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом благодаря отсутствию омыляемых добавок обладают высокой химической стойкостью атмосферостойкость и светостойкость их недостаточны. Поэтому лакокрасочные материалы на основе этого сополимера применяются для получения химически стойких покрытий, эксплуатируемых внутри помещений.

[c.100]

    Кривые изменения прочности пленок и клеевых слоев в зависимости от содержания ФФС в композиции, полученной в оптимальных условиях, имеют характерные максимумы (см. рис. 3.31). При этом максимум прочности пленок при растяжении совпадает с максимумом на кривой изменения удельной вязкости, в то время как максимум прочности клеевых слоев обнаруживается при значительно большем содержании ФФС. Адгезионные свойства покрытий определяли.по величине предельных критических напряжений, вызывающих самопроизвольное отслаивание покрытий от подложки. Из рис. 3.32 видно, что с увеличением содержания ФФС адгезионная прочность возрастает. Однако с повышением содержания ФФС наряду с улучшением адгезионных свойств наблюдается нарастание внутренних напряжений. Увеличение прочности склеивания волокон, полученных при обработке кожи и кожевенных изделий композицией ПФ-30, по сравнению с тем же показателем при использовании композиции ПФ-80 связано с тем, что запас адгезионной прочности при использовании ПФ-30 в 1,6 раза больше, чем при склеивании ПФ-80.

[c.129]

    Наиболее универсальным методом понижения внутренних напряжений в покрытиях на основе пленкообразующих различных классов является создание тиксотропной структуры, способствующей сокращению малых периодов релаксации и резкому понижению внутренних напряжений в системе при одновременном улучшении прочностных и адгезионных свойств покрытий. Особенность тиксотропного структурообразования состоит в том, что, находясь в покое, система теряет способность к течению, а при слабом механическом воздействии становится жидкой. Такое своеобразное обратимое состояние изотермического структурообразования, названное тиксотропией, обусловлено образованием локальных межмолекулярных связей, соизмеримых с энергией теплового движения. Формирование тиксотропной сетки позволяет создать в неотвержденной системе упорядоченную структуру, сохраняющуюся в твердом теле и определяющую его свойства. Вследствие фиксированного равномерного распределения заготовок в тиксотропной сетке предотвращаются процессы агрегации структурных элементов при отверждении полимеров, что позволяет получать материалы с более высокими эксплуатационными характеристиками и долговечностью.

[c.133]

    На рис. 4.14 приведены данные о кинетике нарастания внутренних напряжений при формировании покрытий из исходных и структурированных полихлоропреновых композиций. Таким образом, структурирование композиций позволяет резко понизить внутренние напряжения и улучшить адгезионные свойства покрытий. [c.157]

    Напряжения снижаются при выдержке покрытий в атмосфере влажного воздуха (рис. 4.24,6). Например, при 100%-й влажности они становятся равными нулю у поливинилбутиральных покрытий, нанесенных на стекло, через 4—5 ч, эпоксидных— через 5—6 ч, перхлорвиниловых — через 6—9 ч. С понижением влажности воздуха это время возрастает. Характерно, что уменьшение напряжений у большинства покрытий не коррелирует со снижением адгезии (обычно опережает его). Это позволяет сделать вывод, что релаксация напряжений при увлажнении обусловлена комплексным влиянием воды на механические и адгезионные свойства покрытий. Действительно, при высушивании увлажненных образцов напряжения частично или полностью восстанавливаются.

[c.110]


    Адгезионные свойства покрытий [c.151]

    Было предложено [347] для повышения адгезионных свойств покрытий использовать ацилированные кубовые остатки ректификации стирола с малеиновым ангидридом. Ацилирование проводили в присутствии катионных катализаторов с добавкой а-метилстирола в растворе бензола. Модифицированные кубовые остатки ректификации стирола в толуольных растворах образуют прозрачные и гладкие пленки на металлических и стеклянных подложках. Наличие карбоксильной группы обеспечивает резкое повышение адгезионных свойств покрытий. [c.134]

    Теоретические представления о механизме возникновения в системе внутренних напряжений в результате взаимодействия на границе раздела полимер — наполнитель были разработаны Зубовым [329—331]. Наблюдалось сильное влияние типа подложки на величины внутренних напряжений [331—334]. Особый интерес представляет влияние наполнителей на адгезионные свойства покрытий [335, 336].

Исследование внутренних напряжений на границе со стеклом при формировании пленок полиэфирмалеината с разными наполнителями показало, что с увеличением содержания наполнителя в покрытии внутренние напряжения- и адгезия к подложке увеличиваются. Увеличение напряжений зависит от прочности связей между связующим и частицами наполнителя. С увеличением содержания активного наполнителя внутренние напряжения и адгезия возрастают. Снижение внутренних напряжений может быть достигнуто модификацией поверхности наполнителя поверхностноактивными веществами, способствующими/ул1еньшению прочности связи между частицами наполнителя и связующим. Существенно, что внутренние напряжения в клеевых соединениях во много раз больше, чем в покрытиях той же толщины [337]. Это связано с увеличением площади контакта связующего с подложкой (числа центров структурообразования). Внутренние напряжения в клеевых соединениях зависят, в свою очередь, от прочности связи между склеиваемыми поверхностями и клеем. [c. 180]

    Адгезионные свойства покрытий к поверхности цементных образцов определялись путем склеивания теми же составами половинок восьмерок и определения удельного разрывного усилия. 

[c.103]

    Подавляющее больщин-ство исследователей полагает, что наилучшим методом подготовки поверхности является песко- или дробеструйная обработка, обеспечивающая, кроме развития поверхности, высокую степень ее очистки от ржавчины и окалины. Имеются данные и о высоких адгезионных свойствах покрытий, нанесенных на поверхность после инерционно-ударной очистки [69]. [c.96]

    Доэморов 5. 3. Высокие адгезионные свойства покрытия после инерционно-ударной очистки труб, — Строительство трубопроводов , 1970, № 3, [c.118]

    На адгезионные свойства покрытий влияет также строение молекул сшивающих агентов. Зависимость адгезии к алюминию лаковых покрытий на основе смол ЭД-20 и Э-41 от числа метиленовых групп в молекуле а,ш-диаминоалкана (п) показана ниже (отверждение проводили при 120 °С в течение 2 ч) [52]  [c. 193]

    Изменение адгезионных свойств покрытий толщиной 60 мкм, нанесенных безвоздушным распылением на обработанную термоабразивным методом поверхность, после экспозиции образцов в сероводородсодержащей среде NA E при комнатной температуре 

[c.82]

    Улучшения качества электроосаждаемых полимерных покрытий добиваются и другими путями изменением состава ванны, перемешиванием и т. д. Одним из наиболее эффективных методов является применение ультразвукового поля [76-77, 78]. Под его влиянием изменяется состояние полимерного вещества в растворе, вследствие чего уменьшается вязкость и возрастает электропроводность раствора. Применение ультразвукового поля позволяет сократить время проработки электролита, поскольку в этом случае процесс разложения воды ускоряется в 4—6 раз. Кроме того, интенсивные ультразвуковые поля, вызывающие кавитационные явления, способствуют достижению большей степени очистки электродов и значительному улучшению адгезионных свойств покрытий. Формирующаяся в ультразвуковом поле пленка гораздо плотнее и тоньше обычных и отличается малым газонапол-нением, так как ультразвуковые волны способствуют быстрому удалению газовой фазы с электродной поверхности. Следует, однако, учитывать, что в ультразвуковом поле выход полимера по току и рассеивающая способность ванн падают, что связано с кавитационными процессами, разрушающими образующуюся гелеобразную пленку полимера.  [c.35]

    Хромас получен на основе полиалкилсилоксанов и используется как средство для защиты хромированных поверхностей автомобиля. Распыленный на хромированные детали, он дает высыхающую за 15—20 мин прозрачную блестящую пленку, которая надежно предохраняет поверхность от воздействия пыли, дыма и влаги в течение 3—4 мес. На основе кремнийорганического лака и алюминиевой пудры для окраски двигателей автомобиля создан антикоррозионный термостойкий препарат Данга. Он отличается хорошими адгезионными свойствами. Покрытие стабильно к действию смазочных масел и бензина.[c.268]

    Методом электронной микроскопии показано, что увеличение концентрации. карбоксильных групп в боковой цепи приводит к сворачиванию макромолекул и образованию глобулярных структур, по-видимому, вследствие увеличения внутримолекулярного взаимодействия. Число глобулярных структур возрастает с повышением концентрации метакриловой жислоты. При концентрации метакриловой кислоты 15% структура становится неоднородной. При меньших концентрациях метакриловой кислоты глобулярные структуры не являются преобладающими, что, однако, не приводит к ухудшению адгезионных свойств покрытий. [c.74]

    Строение надмолекулярных структур оказывает существенное влияние на физико-механические и адгезионные свойства покрытий. Вытянутая конформация молекул в надмолекулярных структурах ОКЭМ обусловливает высокую адгезионную прочность покрытий на их основе по сравнению со свернутой конформацией в надмолекулярных структурах ОКДМ (табл. 3.4). [c.149]

    Были получены данные о влиянии различных грунтов, применяемых для улучшения адгезии полиэфирных лаков, на кинетику нарастания и релаксации внутренних напряжений при формировании покрытий на основе олигоэфирмалеинатов. Обычно для этих целей применяются следующие составы ПЭ — парафиновая эмульсия на основе стеарина, вазелина, трансформаторного масла, содержащая дицианаминоформальдегидный олигомер АС-1 — продукт сополимеризации бутилметакрилата с метакрил-амином в присутствии дибутилсебацината (дисаполь), а также карбамидоформальдегидный олигомер МФ-17. При формировании покрытий на этих подслоях наблюдается их самопроизвольное отслаивание, что сопровождается понижением внутренних напряжений. Наихудшие адгезионные свойства к полиэфирным покрытиям обнаруживает подслой из АС-1 и парафиновой эмульсии. Значительное понижение внутренних напряжений и высокие адгезионные свойства покрытий обнаруживаются при формировании их на эластичной грунтовке на основе поливинил-ацетатной эмульсии. [c.66]

    Таким образом, в процессе нагревания композиционных органосиликатных материалов как силикаты, так и оксиды реагируют с кремнийорганическим каркасом полимера, образуя пространственно-сшитые, устойчивые к действию высоких температур структуры. Образующиеся при этом стеклообразные шхшнели и минералы способствуют увеличению адгезионных свойств покрытий, увеличивают их твердость и термостойкость. [c.154]

    Иссл1здования адгезионных свойств покрытий показали хфи добавке тиксатрола они во всех случаях меняются незначительно. В случав добавок бентона адгезия исходных похфытий резко уменьшается и становится равной 354 г/см. По фытия, полученные на основе материалов с 1% бентона, хранившихся в течение 7 мес при +40°С, обладают адгезией к подложке, равной 336 v/ a (исходное значение 513 г/см). [c.70]

    Важно знать, какие факторы обеспечивают хорошие адгезионные свойства покрытий. К числу этих факторов относятся сле-дуюшие  [c.486]

    Lewisol— серия сложных мапеи-новоалкидных эфиров, модифицированных канифолью. Применяются как компоненты для лаков, эмалей, типографских красок и пр. Придают блеск, твердость, улучшают адгезионные свойства покрытий. (469) [c. 133]

    Можно предположить, что стойкость покрытия в хлорированных углеводородах определяется главнда образом абсорбционными процессами, влияющими на прочностнъю, деФормационньте и адгезионные свойства ПОКРЫТИЯ [3,4]. [c.79]

    Уникальным свойством Асмола является его адаптивность к условиям нанесения и эксплуатации. Химический состав нефтеполимера подобран таким образом, что его реакционная способность по отношению к металлам и продуктам их коррозии (остаточная реакционная способность) сохраняется в течение некоторого времени после изготовления (несколько месяцев) и нанесения. Этого времени достаточно для нанесения покрытий и формирования на границе полимер - покрытие барьерного слоя с высокими защитными свойствами. После нейтрализации сульфокислотных групп продуктами коррозии водонабухаемость покрытия резко снижается. При этом сохраняется способность покрытия транспортировать продукты коррозии, которые отводятся из реакционной зоны, что обеспечивает высокие адгезионные свойства покрытия в течение всего времени эксплуатации.[c.65]


Адгезия что это в строительстве – адгезионный слой

Что такое адгезия в строительстве?

Строительный мир зависит от множества физических явлений и свойств, которые являются основой для грамотного соединения материалов различного вида и фактуры. Именно адгезия отвечает за соединение различных веществ между собой. С латинского языка слово переводиться как «прилипание». Адгезия может измеряться и иметь разные значения, в зависимости от поведения молекулярных сеток разных веществ и материалов между собой. Если речь идет о строительных работах, то здесь адгезия часто выступает как «смачиватель» между материалами за счет воды или влажных работ. Это может быть грунтовка, покраска, цемент, клей, раствор или пропитка. Значение адгезии значительно снижается, если происходит усадка материалов.

Строительные работы напрямую связаны с проникновением веществ и материалов друг в друга. Наглядно и быстро увидеть данный процесс можно при малярных обработках, изоляционных техниках, сварочных и паяльных работах. В результате мы видим быстрое прилипание или сцепление материалов между собой. Происходит это не только из-за грамотного проведения работ и профессионализма работников, но и адгезии, которая является основой для связующих молекулярных сеток разных веществ. Понимание этого процесса можно проследить во время перерывов при заливании бетонных конструкций, лакокрасочных работах, посадке декоративной плитки на цемент или клей.

Как её измеряют?

Величина сцепления адгезии измеряется в МПа (мега Паскаль). Единица МПа измеряется в прикладываемой силе в 10 килограмм, которая давит на 1 квадратный сантиметр. Чтобы разобрать это на практике, рассмотрим случай. Клеящий состав в характеристике имеет обозначение в 3 МПа. Это означает, что для приклеивания определенной детали, на 1 кв. см нужно использовать силу или приложить усилие равно 30 килограммам.

Что влияет на неё?

Любая рабочая смесь проходит через различные этапы и процессы, пока полностью не проявит свои заявленные производителем свойства. Пока она схватывается, адгезия может меняться из-за физических процессов, происходящих при высыхании. Также немаловажную роль играет усадка растворной смеси, в результате чего контакт между материалами растягивается и появляются усадочные трещины. В результате такой усадки сцепление материалом между собой на поверхности ослабевает. Например, в реальном строительстве этого хорошо видно при контакте старого бетона с новой кладкой строительных смесей.

Как улучшить свойства?

Многие строительные материалы и вещества по своей природе не имеют возможность сильно схватываться друг с другом. У них разный химический состав и условия образования. Для решения этой проблемы в ремонтных и строительных работах давно припасен целый арсенал техники хитростей, которые помогают улучшать адгезию между материалами. Чаще всего речь идет о целом комплексе работ, которые требуют временных и физических затрат.

В строительстве применяют сразу три способа для улучшения адгезии. К ним относят:

  • Химический. Добавление в материалы специальных примесей, пластификаторов или добавок для получения лучшего эффекта.
  • Физико-химический. Обработка поверхностей специальными составами. Шпаклевка и грунтовка относится к физико-химическому воздействию на «прилипание» материалов друг к другу.
  • Механический. Для улучшения сцепления применяют механическое воздействие в виде шлифовки для появления микроскопических шероховатостей. Также применяют физическое нанесение насечек, абразивную обработку и устранение пыли и грязи из поверхности.

Адгезия основных строительных материалов

Рассмотрим детально, как реагируют материалы друг на друга, которые применяются при строительстве чаще всего.

  • Стекло. Хорошо контактирует с жидкими веществами. Показывает идеальную адгезию с лаками, красками, герметиками, полимерными составами. Жидкое стекло прочно фиксируется с твердыми пористыми материалами
  • Дерево. Идеальная адгезия происходит между деревом и жидкими строительными веществами – битумом, красками и лаками. На цементные растворы реагирует очень плохо. Для связывания дерева с другими строительными материалами используют гипс или алебастр.
  • Бетон. Для кирпичей и бетона главной составляющей успешной адгезии выступает влага. Для получения хорошего результата поверхности необходимо все время смачивать, а жидкие растворы использовать на основе воды. Хорошо реагирует на материалы с пористой и шероховатой структурой. С полимерными веществами контакт происходит значительно хуже.

Заключение:

Явление как адгезия, дает возможность быстро и качество прилипать любым материалам к основанию покрытий других с помощью дополнительных строительных веществ и растворов. Каждый материал проявляет свое качества и свойства при взаимодействии с другими строительными веществами. Способность к адгезии позволяет им прочно взаимодействовать без ухудшения общего строительного процесса.

Ефим Виноградов

>Адгезия – что это такое в строительстве

Что представляет собой адгезия, как её измерять, увеличивать?

Adhaesio — слово латинского происхождения переводится как прилипание. Межмолекулярные воздействия поверхностных слоев твердых или жидких тел в различных сочетаниях приводит их сцеплению. Чтобы их разделить, необходимо приложить определенные усилия.

Благодаря адгезии мы склеиваем предметы с твердой поверхностью, наносим прочные декоративные покрытия. Вещества, которые соединяют материалы между собой, называются адгезивами.

Это могут быть разновидности клея или смолы, строительный цемент.

Как измерить адгезию?

Единицей измерения сцепления поверхностей служит мегапаскаль. 1 МПа показывает, что вы сможете оторвать приклеенный к поверхности предмет с площадью 1см2, если приложите усилие равное 10 кг.

Можно определить величину адгезии, для сцепления различных материалов используя справочники ГОСТов. Чтобы измерить адгезию во время проведения строительных работ применяются специализированные приборы — адгезиметры. Механические и электронные приборы работают:

  • по методу отрыва — во время испытания измеряется величина приложенного усилия, которое позволит отделить покрытие от основы;
  • с использованием метода решетчатого надреза;
  • с применением метода разрушения ”грибка”, он является разновидностью метода отрыва.

Компактные приборы позволяют контролировать качество нанесения штукатурного и окрасочного слоя, надежность облицовочных и защитных покрытий, определяют прочность сцепления между кирпичами или блоками. Контроль адгезии на этапе производства, обеспечивает надежность и прочность сооружений, и длительный безаварийный срок их эксплуатации.

Процесс адгезии в строительных работах

Работы по кладке стен и перегородок, отделочные работы — штукатурка, покраска стен, наклеивание обоев, бетонирование поверхностей, сварочные работы, нанесение защитных покрытий от коррозии все эти процессы неразрывно связаны с адгезией. Это соединения:

  • Лакокрасочных составов и металла. Результатом сцепления краски и лака служат лакокрасочные покрытия. Для того чтобы адгезия была прочной и краска хорошо держалась на поверхности проводят тестирование адгезива. Степень адсорбции поверхности изделия определит необходимое количество слоев будущего покрытия.
  • Стекла и жидких адгезивов (лаков, красок, герметиков, полимерных смесей). В свою очередь, стекло в жидком виде будет адгезивом к твердым поверхностям с пористой структурой.
  • Деревянных поверхностей и декоративного покрытия. Для этих случаев подходят такие адгезивы как битумные составы, лаки и краски, штукатурные смеси, в состав которых входит гипс или алебастр. У цементных растворов низкая степень сцепления с деревянными изделиями, поэтому они практически не применяются при штукатурных работах.
  • Бетонные поверхности и металлы — это многочисленные конструкции при возведении зданий и сооружений. Адгезия бетона по отношению к металлу не обеспечивает необходимую прочность. Поэтому для образования устойчивой системы, при скреплении металла с бетоном используются специальные составы и смеси с содержанием сухих полимеров. При соединении с водой жидкий полимер повышает пластичность смеси и увеличивает ее адгезионную способность.
  • Пенополиуретан. Надежное сцепление поверхностей обеспечивает строительная пена. Ее использование позволяет создавать прочные, устойчивые к нагрузкам конструкции из композиционного сочетания любых стройматериалов. Бетонные, кирпичные, деревянные, металлические поверхности и гипсокартон прочно соединяются между собой без применения крепежных соединений.
  • Сварные соединения. Высокая прочность изделий получается при соединении металлических поверхностей с одинаковой кристаллической решеткой. Интерметаллиды, состоящие из двух и более металлов, свариваются намного хуже. Этот факт не позволяет делать сварные соединения из любых сочетаний металлов без учета их адгезии.

Как увеличить адгезию?

Степень адгезии находится в зависимости от химических связей и площади предметов. Наличие пор и шероховатости ведет к увеличению показателя. В этих случаях общая рабочая площадь выше геометрического показателя и, соответственно, более прочное сцепление.

Применение модифицирующих добавок в строительных смесях позволяет получить растворы с высокими адгезивными свойствами.

Чтобы обеспечить требуемую адгезию, перед началом работ проводят предварительные мероприятия по обеспыливанию, обезжириванию. Физико-химической подготовке поверхностей, включающей шпаклевку, грунтовку и пр.

Подбирают композиционные материалы, которые имеют химическое сродство и обладают хорошей способностью к прилипанию клеящего состава.

Адгезия: что это такое, для чего нужна, как её улучшить

Время чтения: 8 минутНет времени? Ссылка на статью успешно отправлена!

Отправим материал вам на e-mail

Это сцепление различных по своему составу и структуре материалов, обусловленное их физическими и химическими свойствами. Термин адгезия произошёл от латинского слова adhesion – прилипание. В строительстве дают более узконаправленное и специфическое обозначение тому, что такое адгезия – это способность декоративно-отделочных покрытий (ЛКМ, штукатурки), герметизирующих или клеящих смесей к прочному и надёжному соединению с внешней поверхностью материала основания.

Впечатляющая демонстрация эффекта адгезии современных клеевых составов

Важно! Следует различать понятия адгезии и когезии. Адгезия соединяет разнотипные материалы, затрагивая только поверхностный слой. К примеру, краска на металлической поверхности. Когезия — это соединение однотипных материалов, в результате которого образуются межмолекулярные взаимодействия.

Схематическое изображение эффекта адгезии и когезии

Адгезия, что это такое – теоретические основы

Адгезия является одним из ключевых свойств материалов в следующих областях:

  1. Металлургия – антикоррозионные покрытия.
  2. Механика – слой смазки на поверхности элементов машин и механизмов.
  3. Медицина – стоматология.
  4. Строительство. В данной отрасли адгезия является одним из главных показателей качества выполнения работ и надёжности конструкций.

Практически на всех этапах строительства контролируются показатели адгезии для следующих соединений:

  • лакокрасочные материалы;
  • штукатурные смеси, стяжки и заливки;
  • клеящие составы, кладочные растворы, герметики и т.п.

Пример химической адгезии — реакция соединения силиконового герметика со стеклом

Существует три основных принципа адгезионного соединения материалов. В строительстве и технологии они проявляются следующим образом:

  1. Механический — сцепление происходит путем прилипания наносимого материала к основанию. Механизм такого соединения заключается в проникновении наносимого вещества в поры внешнего слоя или соединении с шероховатой поверхностью. Примером, является окраска поверхности бетона или металла.
  2. Химический — связь между материалами, в том числе различной плотности, происходит на атомном уровне. Для образования такой связи необходимо присутствие катализатора. Примером адгезии такого типа является пайка или сварка.
  3. Физический — на сопрягаемых поверхностях возникает электромагнитная межмолекулярная связь. Может образоваться в результате возникновения статического заряда или под воздействием постоянного магнитного или электромагнитного поля. Пример использования в технологии — окрашивание различных поверхностей в электромагнитном поле.

Адгезионные свойства строительных и отделочных материалов

Адгезия строительных и отделочных материалов осуществляется, преимущественно, по принципу механического и химического соединения. В строительстве используется большое количество различных веществ, эксплуатационные характеристики и специфика взаимодействия которых кардинальным образом отличаются. Разделим их на три основные группы и охарактеризуем более подробно.

Лакокрасочные материалы

Адгезия ЛКМ к поверхности основания осуществляется по механическому принципу. При этом, максимальные показатели прочности достигаются в том случае, если рабочая поверхность материала имеет шероховатости или пористая. В первом случае существенно увеличивается площадь соприкосновения, во втором, краска проникает в поверхностный слой основания. Кроме того, адгезионные свойства ЛКМ увеличиваются благодаря различным модифицирующим добавкам:

  • органосиланы и полиорганосилоксаны оказывают дополнительное гидрофобизирующее и антикоррозионное действие;
  • полиамидные и полиэфирные смолы;
  • металлоорганические катализаторы химических процессов отвердения ЛКМ;
  • балластные мелкодисперсные наполнители (к примеру, тальк).

Краска с тальковым наполнителем — не вспучивающийся антипирен

Строительные штукатурки и сухие клеящие смеси

До недавнего времени, строительные и отделочные работы велись с использованием различных растворов на основе гипса, цемента и извести. Зачастую, их смешивали в определённой пропорции, что давало ограниченное изменение их основных свойств. Современные готовые сухие строительные смеси: стартовые, финишные и мультифинишные штукатурки и шпаклевки, имеют гораздо более сложный состав. Широко применяются добавки различного происхождения:

  • минеральные — магнезиальные катализаторы, жидкое стекло, глиноземистый, кислотоустойчивый или безусадочный цемент, микрокремнезём и т.п.
  • полимерные — диспергируемые полимеры (ПВА, полиакрилаты, винилацетаты и т.п.).

Такие модификаторы существенно изменяют следующие основные характеристики строительных смесей:

  • пластичность;
  • водоудерживающие свойства;
  • тиксотропность.

Пример плохой адгезии штукатурки к кирпичной стене

Важно! Использование полимерных модификаторов даёт более выраженный эффект усиления адгезии. Однако образование устойчивых соединений полимерных плёнок на границе разнотипных материалов (основание — твердеющая штукатурка) возможно только при определённой температуре. Этот термин называется минимальной температурой плёнкообразования – МТП. У разных штукатурок она может быть различной от +5°С до +10°С. Во избежание расслоения, необходимо точно придерживаться рекомендаций производителя относительно температуры, как окружающей среды, так и основания.

Герметики

Герметики, использующиеся в строительстве, различают по трём различным типам, каждый из которых требует определённых условий для высокопрочной адгезии с материалом основания. Рассмотрим каждый тип подробнее.

  • Высыхающие герметики. В состав входят различные полимеры и органические растворители: бутадиен-стирольные или нитрильные, хлоропреновый каучук и т.п. Как правило, имеют пастообразную консистенцию с вязкостью 300-550 Па. В зависимости от вязкости, наносятся либо шпателем, либо кистью. После их нанесения на поверхность, необходимо определённое время для высыхания (испарения растворителя) и образования полимерной плёнки.

Высыхающий акриловый герметик

  • Невысыхающие герметики. Состоят, как правило, из каучука, битума и различных пластификаторов. Имеют ограниченную устойчивость к высокой температуре, не более 700С-800С, после чего начинают деформироваться.

Битумный невысыхающий состав, используется для герметизации ливневой водосточной системы

  • Отверждающиеся герметики. После их нанесения, под воздействием различных факторов: влага, тепло, химические реагенты, происходит необратимая реакция полимеризации.

Приготовление двухкомпонентного полиуретанового герметика Сазиласт

Из всех перечисленных разновидностей, отверждающиеся герметики обеспечивают максимальную надёжность сцепления с микронеровностями поверхности основания. Кроме того, они устойчивы к высоким температурам, механическим и химическим воздействиям. Они имеют оптимальное сочетание жёсткости и вязкости, позволяющее сохранять первоначальную форму. Однако, являются наиболее дорогостоящими и сложными в использовании.

Как измеряется адгезия?

Технология измерения адгезии, способы испытания, а также все показатели прочности соединения материалов указаны в следующих нормативах:

  • ГОСТ 31356-2013 — шпаклёвки и штукатурки;
  • ГОСТ 31149-2014 — лакокрасочные материалы;
  • ГОСТ 27325 — ЛКМ к дереву и т.п.

Информация! Адгезия измеряется в кгс/см2, МПа (мегапаскали) или кН (килоньютоны) — это показатель силы, которую необходимо приложить, для разделения материалов основания и покрытия.

Способ определения адгезии лакокрасочных покрытий методом решётчатого надреза

Если раньше адгезионные характеристики материалов можно было измерять только в лабораторных условиях, то на данный момент существует множество приборов, которые можно использовать непосредственно на строительной площадке. Большинство методов измерения адгезии, как «полевых», так и лабораторных связаны с разрушением внешнего, покрывающего, слоя. Но есть несколько устройств, принцип действия которых основан на ультразвуке.

Таблица классификации результатов испытания лакокрасочных материалов

  • Нож адгезиметр. Используется для определения параметров адгезии методом решётчатых и или параллельных надрезов. Применяется для лакокрасочных и плёночных покрытий толщиной до 200 мкм.

Нож адгезиметр, модель Константа-КН2

  • Пульсар 21. Устройство определяет плотность материалов. Используется для выявления трещин и расслоений в бетоне как штучном, так и монолитном. Существуют специальные прошивки и подпрограммы, которые по плотности прилегания, позволяют определить прочность адгезии штукатурок различных типов к бетонным поверхностям.

Ультразвуковой измеритель адгезии, Пульсар 21

  • СМ-1У. Используется для определения адгезии полимерных и битумных изоляционных покрытий методом частичного разрушения – сдвига. Принцип измерения основан на выявлении линейных деформаций изоляционного материала. Как правило, применяется для определения прочности изоляционного покрытия трубопроводов. Допускается использование для проверки качества нанесение битумной гидроизоляции на строительные конструкции: стены подвалов и цокольных этажей, плоские крыши и т.п.

Адгезиметр СМ-1У

Факторы, снижающие адгезию материалов

На снижение адгезии оказывают влияние различные физические и химические факторы. К физическим относится температура и влажность окружающей среды в момент нанесения декоративно-отделочных или защитных материалов. Также снижают адгезионные взаимодействия различные загрязнения, в частности, пыль покрывающая поверхность основания. В процессе эксплуатации влияние на прочность соединения лакокрасочных материалов может оказывать ультрафиолетовое излучение.

Химические факторы, снижающие адгезию, представлены различными материалами загрязняющими поверхность: бензин и масла, жиры, кислотные и щелочные растворы и т.п.

Также адгезию отделочных материалов могут снижать различные процессы, возникающие в строительных конструкциях:

  • усадка;
  • растягивающие и сжимающие напряжения.

Информация! Вещество, наносимое на поверхность для увеличения силы сцепления между основанием и отделочным материалом, называется адгезивом. Основание, на которое наносится адгезив, называется субстратом.

В строительстве существует несколько универсальных способов повышения адгезии декоративных отделочных материалов с поверхностью основания:

  1. Механический – поверхности основания придают шероховатость, чтобы увеличить площадь соприкосновения. Для этого её обрабатывают различными абразивными материалами, наносят насечки и т.п.
  2. Химический – в состав наносимых защитно-отделочных материалов добавляют различные вещества. Это, как правило, полимеры, образующие более прочные связи и придающие материалу дополнительную эластичность.
  3. Физико-химический – поверхность основания обрабатывают грунтовкой, изменяющей основные химические параметры материала и оказывающей влияние на определённые физические свойства. К примеру, снижение влагопоглощения у пористых материалов, закрепление рыхлого внешнего слоя и т.п.

Обработка поверхности основания перед покраской абразивной шкуркой

Грунтование поверхности перед нанесением штукатурки

Способы увеличения адгезии к различным материалам

Более подробно остановимся на методах повышения адгезии для различных материалов, применяемых в строительстве.

Бетон

Бетонные стройматериалы и конструкции повсеместно применяются в строительстве. За счёт высокой плотности и гладкости поверхности их потенциальные адгезионные показатели довольно низкие. Для увеличения прочности соединения отделочных составов необходимо учесть следующие параметры:

  • сухая или влажная поверхность. Как правило, адгезия к сухой поверхности выше. Однако были разработаны множество клеевых смесей, требующих предварительного смачивания поверхности основания. В данном случае необходимо обращать внимание на требования производителя;
  • температура окружающей среды и основания. Большинство отделочных материалов наносится на бетонные поверхности при температуре воздуха не менее +5°С…+7°С. При этом бетон не должен быть замёрзшим;
  • грунтовка. Используется в обязательном порядке. Для плотных бетонов, это составы с наполнителем из кварцевого песка (бетонконтакт), для пористых бетонов (пено-, газобетон), это грунтовки глубокого проникновения на основе акриловых дисперсий;
  • добавление модификаторов. Готовые сухие штукатурные смеси уже имеют в своем составе различные адгезионные добавки. Если штукатурка замешивается самостоятельно, то в неё рекомендуется добавить: ПВА, акриловую грунтовку, вместо такого же количества воды, силикатный клей, придающий отделочному материалу дополнительные влагоотталкивающие свойства.

Результат нанесения цементной штукатурки на переохлажденную поверхность основания

Нанесение кварцевой грунтовки Knauf бетонконтакт

Металл

Ключевую роль в прочности соединения лакокрасочных материалов с металлической поверхностью играет способ и качество подготовки поверхности. В домашних условиях рекомендуется выполнить следующие действия:

  • обезжиривание – обработка металла различными растворителями: 650, 646, Р-4, уайт-спирит, ацетон, керосин. В крайнем случае, поверхность протирается бензином;
  • матирование – обработка основания абразивными материалами;
  • грунтование – использование специальных красок праймеров. Они реализуются в комплекте с декоративными ЛКМ определённого типа.

Важно! Адгезия свинца, алюминия и цинка намного ниже, чем у чугуна и стали. Причина заключается в том, что эти металлы образуют на своей поверхности оксидные плёнки. Поэтому отслаивание лакокрасочных покрытий происходит по оксидному слою. Окрашивание этих материалов рекомендуется осуществлять сразу после удаления плёнки механическим или химическим способом.

Алюминий также подвержен коррозии, особенно при воздействии агрессивных веществ

Древесина и древесные композиты

Древесина является пористой поверхностью с большим количеством неровностей и не испытывает особых проблем с прочностью соединения отделочных материалов. Но нет предела совершенству, поэтому были разработаны различные технологии для улучшения адгезии в сочетании с сохранением защитных и декоративных свойств самой отделки. Их использование, к примеру, в сочетании с акриловыми красками, значительно улучшает атмосферостойкость, устойчивость к ультрафиолетовому выцветанию, придает биологическую защиту материалу. Поверхность древесины обрабатывается самыми разнообразными грунтовками, чаще всего, на основе боразотных соединений и нитроцеллюлозы.

Адгезия при сварочных работах

Сварка является одним из наиболее прочных методов соединения металлических конструкций. Это сцепление молекул двух элементов без использования промежуточных или вспомогательных веществ — клея или припоя. Происходит данный процесс под воздействием термической активации. Внешний слой соединяемых элементов нагревают выше температуры плавления, после чего происходит межмолекулярное сближение и соединение материалов.

Электросварочный шов. Соединение двух деталей электросваркой является адгезией, так как металл, использующийся в электроде, выступает в качестве адгезива

Препятствием к качественной адгезии при сварке могут служить следующие факторы:

Газовая или плазменная сварка металла является когезией, так как молекулы двух элементов соединяются в результате расплава материала

Подводя итоги

Адгезия является одной из важнейших характеристик многих процессов современного строительства, поэтому для её увеличения разрабатываются всё новые методы. Их применение обеспечит большую долговечность строительным конструкциям и отделочным материалам, что в конечном итоге даст существенную экономию.

Видео: что такое адгезия

О необычных, а порой и «волшебных», свойствах воды нам рассказывают в школе, в институте, в электричках и на сайтах, где продают флаконы «живой воды». Кроме шуток, у самой распространенной жидкости на Земле действительно хватает необычных характеристик, чтобы их изучению посвящались тысячи научных работ. В рамках проекта «Пять стихий», который N+1 осуществляет совместно с НИТУ «МИСиС», мы расскажем о том, насколько жидкая стихия поддается укрощению, то есть можно ли с помощью современной физики вывернуть все необычные свойства воды наизнанку, как это сделать, а главное — зачем.

О главном


Принципиальный вопрос: откуда у вещества с такой простой формулой (h3O, как все помнят) берется такой набор необычных, местами парадоксальных свойств. Оказывается, что из этой самой формулы и берется. Молекулы воды устроены просто, но очень хитро: в них атом кислорода находится в середине воображаемого тетраэдра, а две неподеленных электронных пары и два атома водорода размещены в его вершинах. Такая конструкция позволяет представить весь объем воды как массив упорядоченных тетраэдров, причем атомы водорода оказываются удобно зажаты между «собственным» кислородом и кислородом соседа. Такая дополнительная связь между соседними молекулами называется водородной, и хотя она на порядок слабее внутримолекулярной ковалентной связи, в масштабах всего вещества она является дополнительным связывающим фактором. Кстати, когда мы сказали «массив упорядоченных тетраэдров», любители теорий о «структуре» и «памяти» воды рановато обрадовались: это упорядочивание действительно есть, но благодаря тепловому движению сетка водородных связей все время разрушается и создается заново, таким образом «помнить» вода ничего не может, но ей и не надо.
Из наличия водородных связей вытекает, пожалуй, самая главная характеристика воды — огромная энергия когезии молекул, которая удерживает их вместе и отвечает за то, что вода остается жидкой при комнатной температуре. У ближайших соседей — сероводорода (h3S), аммиака (Nh4), галогеноводородов (HF, HCl и пр.) — водородные связи тоже могут образоваться, но все эти вещества при комнатной температуре — газы, что еще раз подтверждает необычный статус воды. Но это еще далеко не все. Мы выбрали пять характерных явлений, связанных с водой, которые и предлагаем рассмотреть по порядку.

Когезия: теплоемкость

Давайте вспомним, как на молекулярном уровне определяется агрегатное состояние вещества: если энергия теплового движения совсем мала, атомы будут выстраиваться в наиболее выгодное пространственное положение, как правило — очень симметричное. Такое состояние мы называем «твердым». Если температуру (а вместе с ней и тепловую энергию) системы повысить, атомы и молекулы смогут вырваться из кристаллической решетки, но им все еще не будет хватать прыти, чтобы разлететься далеко друг от друга — в этом случае вещество будет жидким. Когда тепловой энергии окажется достаточно, чтобы пересилить все межмолекулярные взаимодействия, молекулы разлетятся подальше друг от друга, а вещество превратится в газ.
Как видно из нашей простой картинки, именно межмолекулярные взаимодействия определяют то, как много энергии готова впитать жидкость прежде, чем испариться. Этот параметр называется теплоемкостью и для воды он действительно велик: чтобы нагреть килограмм воды на один градус, требуется 4200 джоулей — в четыре раза выше, чем для материалов вроде дерева, камня и стекла, и в 10 раз выше, чем теплоемкость металлов.
Как «победить» столь высокую теплоемкость воды? Значительных успехов здесь добиться не удалось, однако метод предельно ясен: раз во всем виноваты упорядоченные водородные связи, надо их устранить. Для этого достаточно заставить молекулы воды структурироваться как-то по-другому, например, тянуться атомами кислорода к какому-то заряженному объекту. С этой ролью неплохо справляются белки: в достаточно концентрированных растворах они облепляются молекулами воды, которые больше не могут образовывать водородные связи. Теплоемкость в таком случае снижается почти в два раза и становится такой же, как у льда. Кстати, о льде.

Когезия: кристаллизация


Как мы уже знаем, молекулы воды любят упорядочиваться, однако за счет теплового движения их структура оказывается несколько разупорядоченной. Охлаждение способно внести порядок. «Если температуру понизить, водородные связи заставят молекулы воды практически замереть в наиболее удачном положении. Необычным фактом является то, что это для этого положения характерно сравнительно большое количество пустот между молекулами, поэтому лед занимает на 9 процентов больший объем, чем та же масса жидкой воды», — поясняет природу этого процесса профессор Юрий Николаевич Уткин, доктор химических наук, ведущий эксперт Центра энергоэффективности НИТУ «МИСиС». С одной стороны, такое свойство положительно сказывается на экосистеме: более легкий лед плавает на поверхности, а водоемы не промерзают до дна. С другой стороны, образование льда ставит под угрозу жизнь многих биологических систем, так как увеличившаяся в объеме вода может необратимо повредить клетки, которые уже не смогут восстановиться после разморозки. Из-за этого продукты из морозилки уже не настолько хороши, как в свежем виде — кристаллы льда вредят внутренней структуре тканей.
Пагубное влияние льда, к счастью, оказалось несложно победить. Причем на этой почве преуспели и природные системы, и синтетические. Первые научились создавать специальные структуры, чаще всего белковые, которые называют «антифризами». Эти крупные молекулы хитро связываются с зародышами кристаллов льда, препятствуя их дальнейшему росту. Таким образом вместо крупных кристаллов с большим объемом в системе образуется кашица из мелких кристалликов льда, которая практически не повреждает клетку. Живые организмы, использующие белковые антифризы, выживают при температурах до −30 градусов Цельсия, а жуки Upis Ceramboides и вовсе выдерживают морозы до −60 градусов благодаря небелковым антифризам.
В промышленности же с замерзанием воды борются проще — добавляя в систему так называемые криопротекторы, образующие водородные связи с водой и препятствующие ее замерзанию. К этим веществам относятся глицерин, этанол, полиэтиленгликоль и другие. Эти же агенты используют и при исследовании биологических препаратов, которые требуется заморозить, но сохранить при этом в максимально близком к «живому» состоянию виде. Недавно оказалось, что и красители могут служить в качестве криопротекторов. Например, хорошо известный сафранин О по своим свойствам схож с белковыми антифризами, хотя и имеет значительно меньший размер молекул.

Когезия: вязкость

Продолжая наблюдать за необычными свойствами, следующими из сильной когезии молекул воды, надо упомянуть и вязкость. Этот параметр, свойственный любым жидкостям и газам, отвечает за то, насколько сильно слои одного и того же вещества «трутся» друг о друга. Если точнее, вязкость определяет интенсивность обмена импульсом между молекулами. Сильно вязкие системы — мед, или кетчуп, например — текут медленно и неохотно, тогда как вещества с малой вязкостью — бензин или ацетон — растекаются быстро и при меньшем внешнем воздействии.
Значительная вязкость воды является главным виновником того, что под водой практически невозможно серьезно разогнаться, а для прокачки жидкости по трубам требуются мощные насосы. Самое обидное, что бороться с вязкостью путем устранения водородных связей не получается: когда молекулы воды упорядочиваются, их вязкость становится еще больше за счет тех же сил, что вызывают это упорядочение. Однако проблему вязкого сопротивления удалось вполне успешно атаковать не со стороны самой воды, а со стороны тела, движущегося сквозь нее. Для этого вспомним об адгезии и взаимодействии воды с другими телами.

Адгезия: прилипание


Если когезия — это притяжение молекул воды друг к другу, то адгезия — это их притяжение к сторонним телам, например, стенкам сосудов. Тут важно вспомнить, что вода ко всему прочему является полярной жидкостью, то есть каждая ее молекула представляет собой диполь — частицу, у которой один конец заряжен чуть более положительно, а другой — чуть более отрицательно. Благодаря такой структуре вода в целом остается электронейтральной, но ее молекулы способны взаимодействовать, например, со стенками сосуда. Объясняется это тем, что большинство поверхностей, погруженных в полярную жидкость, оказывается хоть немного, но заряженной.
Адгезия молекул воды к стенкам влечет за собой много последствий, одно из которых известно под названием «гидродинамическое условие прилипания». Оно выражается в том, что при течении воды вдоль большинства поверхностей ближайший к стенке слой «прилипает», поэтому скорость в нем нулевая. За счет вязкости этот слой сильно тормозит следующий и так далее. В итоге максимальная скорость будет наблюдаться в центре трубы или канала. Казалось бы, ничего страшного в этом нет, и это правда, пока речь идет о крупных трубах — водопроводных, например. Если же собрать устройство с каналами толщиной в несколько микрон, то в них вязкое сопротивление окажется настолько велико, что обычные насосы уже не смогут прокачать воду через тонкие трубки. Такая проблема существует в микрофлюидике — разделе науки о миниатюрных устройствах для управления жидкостями, пузырьками и каплями на микромасштабах. Специальные микрофлюидные приборы чем-то похожи на электронные чипы, только в них вместо проводов для электричества проложено множество каналов для жидкости. Такая «лаборатория-на-чипе» позволяет производить десяток биологических анализов в устройстве размером с наручные часы.
Очевидно, что миниатюризация в рамках микрофлюидики не предполагает наличие огромного насоса для прокачки жидкости, поэтому с вязким сопротивлением воды приходиться справляться. На данный момент существует два основных способа, как это сделать: во-первых, можно устранить прилипание воды на стенке, что существенно увеличит скорость течения. Для этого используют поверхность, которая слабо взаимодействует с молекулами воды, то есть гидрофобный материал. Однако первые же эксперименты показали, что обычная химическая гидрофобность дает лишь очень слабый эффект в снижение вязкого сопротивления. Следующим шагом стало изобретение супергидрофобных поверхностей, обладающих необычным рельефом и способностью удерживать в нем пузырьки воздуха. Поскольку на границе «жидкость-газ» прилипание отсутствует, вода очень быстро скользит вдоль таких поверхностей. Эффект особенно заметен в случае микроканалов, однако попытки сделать более крупное устройство с супергидрофобными стенками (подводную лодку, например) пока не увенчались особыми успехами.
Вторым способом устранения вязкого сопротивление является отказ от традиционных насосов для прокачки жидкости за счет перепада давления. Вместо этого можно заставить воду течь под действием электрического поля, правда, для этого необходимо добавить в систему электролит (например соль), а стенки — зарядить. Такое течение называется электроосмотическим и характеризуется тем, что профиль скорости жидкости оказывает плоским, без максимума в центре канала. Это очень удобно, если в системе есть требование к равномерной прокачке жидкости по микроканалу.

Адгезия: поверхностное натяжение


Раз мы вспомнили об адгезии воды и гидрофобных поверхностях, нельзя не упомянуть о смачивании и капиллярности. Эти свойства определяют, как ведет себя поверхность жидкости, а также ее капли и пленки на твердых телах, внутри капилляров, пор и так далее. Вода и здесь продолжает держать марку в качестве «самой-самой»: благодаря огромной энергии когезии велико и поверхностное натяжение, которое, например, отвечает за форму дождевых капель и позволяет водомеркам бегать по воде как по твердому основанию. Само натяжение возникает из-за того, что каждой молекуле воды выгоднее находиться в объеме, в окружении соседей, поэтому все молекулы одинаково стремятся покинуть поверхность, то есть максимально сократить ее площадь. Поэтому мы не видим капель в форме кубика: шар всегда имеет меньшую площадь при том же объеме.
Если добавить к поверхностному натяжению взаимодействие с твердыми телами, мы окунемся в богатый мир смачивания: здесь и идеально круглые капли на листке лотоса, и поднятие воды по тонким капиллярам, и пропитка пористых тел (мочалки, например). А еще интереснее посмотреть, как всеми этими эффектами можно управлять, так как поверхностное натяжение оказалось одним из самых «податливых» свойств воды. Самый известный бытовой пример — добавить к воде поверхностно-активное вещество, например мыло. В этом случае поверхность жидкости окажется стабилизирована, а натяжение значительно снизится. Попробуйте выдуть пузырь из чистой воды — не тут-то было, а из мыльной — пожалуйста: большая площадь поверхности уже не помеха. Можно провести другой эксперимент: посыпать воду молотым перцем и кинуть в нее кубик льда. За счет разницы температур возникнет перепад поверхностного натяжения, и перчинки поплывут в сторону кубика.
Снова вернемся к гидрофобным и супергидрофобным поверхностям: поскольку вода их очень не любит, она стремится максимально сократить площадь контакта с ними. Если каплю воды посадить на такую поверхность, мы увидим почти идеальный шар, который едва касается поверхности. Такие шарики очень легко заставить кататься, поэтому супергидрофобными поверхностями в основном интересуются для создания водоотталкивающих и антиобледенительных покрытий. Природа тоже давно их использует: лист лотоса, ножка водомерки, кожа акулы — вот лишь некоторые примеры. Гидрофобные поверхности оказались удачным решением и старых бытовых проблем: протекающего носика заварочного чайника, например. Если его снаружи покрыть гидрофобным материалом, заварка всегда будет литься только в чашку.
Встречаются и совсем необычные эффекты управления поверхностным натяжением и смачиванием, например капли Ляйденфроста. Они образуются, если воду накапать на очень сильно нагретую поверхность: в этом случае между каплей воды и твердым телом возникает прослойка пара, поэтому капля свободно летает над поверхностью. Кстати, аналогичный эффект очень вредит промышленным водонагревателям: если их мощность слишком велика, на поверхности нагревателя образуется прослойка пара, которая блокирует теплообмен и приводит к перегреву устройства. В качестве других примеров необычных капиллярных явлений можно назвать эффекты, возникающие в отсутствие гравитации (например на орбите). Именно ими объясняются огромные капли воды, которые нам показывают в видеорепортажах про жизнь космонавтов: без силы тяжести поверхностное натяжение остается единственным фактором, определяющим форму капли, поэтому независимо от объема жидкость стремится стать шариком. На Земле же максимальный размер идеально круглых капель — несколько миллиметров. Если размер больше, гравитация придаст капле форму лужи.
Мы вспомнили лишь некоторые из свойств воды, с которыми мы сталкиваемся в повседневной и научной жизни. Существуют и многие другие особенности и эффекты — сольватация, диэлектрическая проницаемость, осмотическое давление — которые остались за кадром. Вода была и остается одним из самых популярных объектов для изучение в современной физической химии и материаловедении и чуть ли не главным залогом существования живых организмов, и каждый из названных эффектов играет в этом свою роль.

Тарас Молотилин

Когезия (физика)

У этого термина существуют и другие значения, см. Когезия.

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 28 ноября 2012.

Когезия (от лат. cohaesus — связанный, сцепленный), сцепление молекул (ионов) физического тела под действием сил притяжения. Это силы межмолекулярного взаимодействия, водородной связи и (или) иной химической связи. Они определяют совокупность физических и физико-химических свойств вещества: агрегатное состояние, летучесть, растворимость, механические свойства и т. д. Интенсивность межмолекулярного и межатомного взаимодействия (а, следовательно, силы когезии) резко убывает с расстоянием. Наиболее сильна когезия в твердых телах и жидкостях, то есть в конденсированных фазах, где расстояние между молекулами (ионами) малы — порядка нескольких размеров молекул. В газах средние расстояния между молекулами велики по сравнению с их размерами, и поэтому когезия в них незначительна. Мерой интенсивности межмолекулярного взаимодействия служит плотность энергии когезии. Она эквивалентна работе удаления взаимно притягивающихся молекул на бесконечно большое расстояние друг от друга, что практически соответствует испарению или сублимации вещества.

КОГEЗИЯ (от лат. cohaesus — связанный, сцепленный), сцепление частей одного и того же однородного тела (жидкого или твердого). Обусловлена хим. связью между составляющими тело частицами (атомами, ионами) и межмол. взаимодействием. Работой когезии наз. свободную энергию разделения тела на части и удаления их на такое расстояние, когда нарушается целостность тела. Работу когезии Wc определяют как работу обратимого изотермич. разрушения тела: Wc=2g, где g — уд. поверхностная энергия (для твердых тел) или поверхностное натяжение (для жидкостей). Соотношение Wc и работы адгезии Wa, характеризующей сцепление разнородных тел (см. Адгезия), служит для определения способности жидкостей смачивать твердые тела: при Wa < 1/2Wc имеет место несмачивание, при 1/2Wc<Wa<Wc — смачивание, при Wa>Wc растекание жидкости по пов-сти твердого тела. Широко используется также понятие плотности энергии когезии Eс, к-рую отождествляют с внутр. энергией испарения (или сублимации) Uисп, отнесенной к молярному объему в-ва Vт:Fc=Uисп/Vm. По значениям Ес можно рассчитать параметр р-римости Гильдебранда 6: Ec=d2 (см. Растворимость). Для низкомол. соед. энергию когезии рассматривают как избыток потенц. энергии жидкости над потенц. энергией пара, численно равный внутр. энергии испарения Е при давлении р и т-ре Т:

где DHисп энтальпия испарения, индексы «г» и «ж» означают газообразное и жидкое состояния в-ва соответственно. При Vг>>Vж и при условиях, когда пар ведет себя как идеальный газ, справедливо соотношение:

(R газовая постоянная). Значения Е и Ес определяют экспериментально по данным калориметрии; используют также эмпирич. соотношение Гильдебранда DHисп=0,02 Т2ксп+27,3Ткип — 2950. Приближенные расчеты Ес основаны на предположении об аддитивности вкладов в плотность энергии когезии энергий хим. связей, соединяющих атомы (инкрементов) DЕi: когезия низкомол. в-в связана с их агрегатным состоянием и служит для оценки св-в (термодинамич., мех. и др.). Когезионные характеристики низкомол. жидкостей и твердых тел чувствительны к их хим. природе. Так, введение в молекулы углеводородов атомов галогенов приводит к увеличению Ес от 8-25 до 10-44 кДж/моль, азота — до 14-42 кДж/моль, серы — до 12-52 кДж/моль. При введении гидроксильных, карбонильных и карбоксильных групп Ес увеличивается соотв. до 20-60, 11-30 и 22-35 кДж/моль. При этом аналогично изменяются св-ва в-в (т-ры кипения, плавления и сублимации, вязкость, диэлектрич. проницаемость, поверхностное натяжение и др.). Для высокомол. соед. понятие DHисп лишено физ. смысла и соотношение (2) не применимо. На практике обычно параметр р-римости полимера dВМС принимают равным параметру р-римости низкомол. жидкости, к-рая является для полимера лучшим р-рителем из всех имеющихся (о р-римости полимера судят по объемному набуханию или характеристич. вязкости р-ра). В случаях, если известна структурная ф-ла повторяющегося составного (или мономерного) звена макромолекулы, можно рассчитать Ес, используя метод инкрементов. Известно ок. 10 наборов значений DEi позволяющих обеспечить хорошее совпадение с эксперим. данными (расхождение не превышает 5-10 %). Точность расчета увеличивается, если учесть своб. объем полимера. Такой подход справедлив и для энергии когезии Еsc сегментов макромолекул. Найденные когезионные характеристики используют для корреляции с мех. прочностью, т-рами плавления и стеклования, характеристиками р-римости, набухания, смачиваемости, совместимости и др. св-в полимерных материалов, важных при их переработке и практич. использовании. Эксперим. данные подтверждают связь когезионньгх характеристик полимеров с их хим. природой и строением. Так, в ряду полиолефины, полиамиды, полиакрилаты, полиарилаты, полигетероарилены Ес увеличивается от 9-25 до 40-100, 16-130, 100—160 и 90-200 кДж/моль соотв., Еsc изменяется от 15-500 до 200—700, 90-2100, 250-10000 и 550-15000 кДж/моль. Для полипептидов, отличающихся большой мол. массой и регулярным строением молекул, Ес достигает 350, а Еsc — 50000-70000 кДж/моль. Дальнейшее углубление представлений о когезии предполагает рассмотрение отдельных составляющих плотности энергии когезии (параметра р-римости), обусловленных разл. межмол. взаимодействиями. Обычно выделяют составляющие, связанные с диполь-дипольным (полярным) взаимод. (dр), дисперсионным взаимодействием (dd) и водородной связью (dН). Общее (суммарное) значение параметра р-римости dS определяется соотношением:

Для воды значение dS определяется в осн. наличием водородной связи и диполь-дипольным взаимод. (dН=34,2, dр=31,3,dd=12,3 МДж0,5/м1,5). Для углеводородных жидкостей с полярными галогени азотсодержащими молекулами dр соотв. в 2 и 5-10 раз больше, чем для незамещенных углеводородов. Для техн. углерода dd=21,1, dр=12,3, dН=11,2 МДж0,5/м1,5. Для полимеров отдельные составляющие dS выделить труднее; по-видимому, из-за больших размеров макромолекул нивелируются различия в межмол. взаимод. функц. групп.

Изучаем адгезионные свойства материалов: адгезия – что это такое и как она отражается на краске и бетоне

Каждый человек, работающий в области строительства или ремонта квартир, прекрасно разбирается в терминах и особенностях различных материалов.

А вот те, кто впервые решил покрасить стены в комнате, часто задаются вопросом: “Адгезия – что это такое и для чего нужна?” Расскажем про это более развернуто.

Особенность современных лакокрасочных изделий

“Адгезия” в Википедии определяется как способность лаков и красок прочно сцепляться с поверхностью, на которую их накладывают. Именно от наличия этого свойства у материалов зависит, насколько долговечным будет ремонт.

Если адгезия достаточно хорошая, то краска ложится ровно, хорошо закрепляется на стене, полу или потолке и служит многие годы.

И наоборот, если адгезионные свойства слишком слабые, краска быстро отслаивается, даже при незначительных механических нагрузках начинает отваливаться целыми пластами. Разумеется, такой ремонт особо не обрадует владельцев помещения. Для улучшения адгезии созданы многочисленные препараты.

Принцип действия

Существует три вида адгезии, различающихся по самому принципу “прилипания” одного вещества к другому:

  1. Физическая. Её можно наблюдать в случаях, когда между молекулами двух веществ образуется электромагнитная связь, достаточно мощная, чтобы надежно соединить их.
  2. Химическая. Более сложная, так как происходит на молекулярном уровне. При этом молекулы двух веществ проникают друг в друга. Причем их плотность может значительно различаться. Обычно происходит при наличии какого-то катализатора.
  3. Механическая. Наиболее простая. Одно вещество надежно сцепляется с другим в результате того, что проникает в его поры. Соответственно, первое должно быть достаточно жидким, а другое – пористым.

Для строительства важным является именно третий вид адгезии – механический. Ведь использование железных опилок, магнита или сварки, при которой металлы плавятся, чтобы смешаться, здесь не актуально. А вот механическая адгезия применяется повсеместно – самым простым и наглядным примером того является нанесение краски на стену.

Если краска достаточно жидкая, а стена имеет поры, то ремонт пройдет без проблем и будет радовать жильцов долгие годы. В противном случае наносимая смесь просто станет скатываться с гладкой поверхности.

Физические свойства

Когда рабочая смесь (грунтовка, краска, шпаклевка) схватываются, в ней происходит целый ряд сложных процессов, в результате которых физические свойства значительно изменяются. Например, когда краска сохнет и дает усадку, поверхность контакта с окрашиваемой стеной немного сокращается. Возникает растягивающее напряжение, нередко приводящее к появлению микротрещин. Из-за этого сцепление двух поверхностей значительно ослабевает.

К сведению: Когезия является частным случаем адгезии – этим термином называется возможность молекул одного вещества прилипать друг к другу, создавая монолитную массу.

У отдельных веществ изначальное сцепление различается. К примеру, если наносить слой свежего бетона поверх старого, то оно будет составлять не более 1 МПа.

Соответственно, при засыхании слой бетона будет просто осыпаться или же держаться не крепко и не долго. А вот строительные смеси, содержащие в себе сложные химические компоненты, улучшающие связь с гладкой поверхностью, могут похвастать куда лучшим показателем – 2 МПа и даже больше.

Поэтому при схватывании они образуют надежную и долговечную связь.

Смеси и растворы

Разобравшись, что такое адгезия в строительстве, будет полезно понять, для каких материалов она является особенно важной в сфере строительства. В первую очередь это:

  • Лакокрасочные материалы. От их адгезивности зависит глубина проникновения, качество прилипания, а значит и долговечность покрытия. Хорошая адгезия гарантирует, что краска будет крепко держаться на основании, и даже серьезные механические нагрузки не навредят ей.
  • Гипсовые смеси. Декоративная отделка мягкими, привлекательными и легкими в обработке веществами станет невозможной при плохом сцеплении с основанием.
  • Раствор для кирпичной кладки. В этом случае разговор идет не об эстетической стороне строительства, а скорее о безопасности возведения зданий. Если раствор имеет слабую адгезию, это повлияет на прочность и долговечность кирпичной кладки.
  • Клеящие растворы, включая герметики. Важно своевременно узнать, какие материалы обеспечивают хорошее прилипание. Применение неподходящих смесей приводит к снижению качества соединений.

Как видите, без высокой адгезионной способности материалов нельзя построить дом, не говоря уж про то, чтобы сделать его привлекательным.

Повышение качества сцепления

Это бывает необходимо в самых разных случаях. Важнее всего – адгезия к бетону. Строителям нужно обеспечить хорошее сцепление нескольких слоев бетона или же качественную покраску.

Соответственно и методы достижения желаемого результата значительно различаются. Сегодня доступно несколько вариантов обработки поверхности:

  1. Механическое – шлифование.
  2. Химическое – эластификация.
  3. Физико-химическое – нанесение грунтовки.

Совет: Щелочной раствор цемента обычно плохо соединяется с гладкой поверхностью бетона. Поэтому, работая с последним желательно применять многослойные составы для улучшения адгезии.

Лучшего результата при проведении ремонтно-строительных работ можно достичь, если две контактирующие поверхности имеют не только разный химический состав, но и условия образования.

Проведение измерений

Чтобы работа адгезии была качественной, обеспечивая надежное соединение слоев строительных и отделочных материалов, необходимо регулярно осуществлять контроль качества. Лучше всего использовать для этого специальный адгезиметр. Современные образцы позволяют точно устанавливать эффективность адгезии с усилием до 10 кН.

При этом измеряется усилие, необходимое для отделения слоя от рабочей поверхности. Причем отделение нужно производить строго перпендикулярно рабочей плоскости. Адгезиметр имеет доступную цену и при этом имеет небольшие размеры, что упрощает процесс использования, позволяя моментально получать результаты. Прибор укомплектован несколькими “грибками” – металлическими цилиндрами с основанием разной площади, что дает возможность выбрать подходящий. Измерение проходит в несколько этапов:

  1. “Грибок” соединяется с проверяемой поверхностью мощным клеем.
  2. “Грибок” вставляется в прибор.
  3. Механизм отрыва медленно вращается, пока покрытие не отрывается от основания.
  4. Изучаются показания прибора, фиксирующего момент отрыва.

Принцип использования современных адгезиметров прост, благодаря чему использовать их могут даже непрофессионалы.

Лакокрасочные материалы для отделки

Начиная ремонт, не все знают, что такое адгезия краски, и в результате сталкиваются с большими проблемами – отделочные работы затягиваются и не приносят желаемого результата.

Аутогезия – частный случай адгезии, демонстрирующий возможность частиц однородного материала сцепляться между собой, обычно в результате высокого давления или температуры. Применяется при изготовлении ДВП, ДСП, OSB.

На самом деле здесь всё просто. Адгезия краски это её возможность фиксироваться на окрашиваемой поверхности. Материал должен обладать высокой химической активностью, чтобы проникать в поры голого бетона, а вот на шпаклевку или штукатурку он ложится легко и имеет хорошее сцепление с ними.

Если необходимо получить хороший результат, нужно наносить краску в несколько слоёв. Но он стоит довольно дорого, поэтому можно использовать специальные адгезивные материалы, например, обычную грунтовку. Она стоит дешевле краски, но при этом позволяет гарантировать прекрасный результат.

Взаимодействие с бетоном

Бетон является на сегодняшний день самым востребованным строительным материалом. Но не всегда бывает легко обеспечить качественное сцепление отделочных материалов (плитки, обоев, краски) с таким основанием. Особенно это касается высокопрочных марок с низкой пористостью и гладкой поверхностью. К счастью, есть способы улучшить адгезионный слой.

В некоторых случаях это не требуется – краски, а также обойные и плиточные клеи премиум класса и без того обеспечивают прекрасное соединение благодаря специальным добавкам (полиамидные смолы, эфир канифоли, органосиланы и прочие). Чтобы добиться хорошего результата при работе с более дешевыми аналогами приходится использовать дополнительные материалы – грунтовку и прочее.

Полезное видео: что такое адгезия материалов

Разобравшись с тем, что представляет собой адгезия, частными случаями и способами улучшения, вы без труда справитесь даже с самым сложным ремонтом.

АДГЕЗИЯ

АДГЕЗИЯ

(от лат. adhaesio — прилипание, сцепление, притяжение) — связь между разнородными конденсированными телами при их контакте. Частный случай А.- аутогезия, проявляющаяся при соприкосновении однородных тел. При А. и аутогезии сохраняется граница раздела фаз между телами, в отличие от когезии, определяющей связь внутри тела в пределах одной фазы. Наиб. значение имеет А. к твёрдой поверхности (субстрату). В зависимости от свойств адгезива (прилипшего тела) различают А. жидкости и твердых тел (частиц, плёнок и структурированных упруговязкопластич. масс, напр. расплавов, битумов). Аутогезия характерна для твёрдых плёнок в многослойных покрытиях и частиц, определяет прочность дисперсных систем и композиц. материалов (порошков, грунта, бетона и др.).

А. зависит от природы контактирующих тел, св-в их поверхностей и площади контакта. А. определяется силами межмолекулярного притяжения и усиливается, если одно или оба тела электрически заряжены, если при контакте тел образуется донорно-акцепторная связь, а также вследствие капиллярной конденсации паров (напр., воды) на поверхностях, в результате возникновения хим. связи между адгезивом и субстратом. В процессе диффузии возможны взаимное проникновение молекул контактирующих тел, размывание границы раздела фаз и переход А. в когезию. Величина А. может измениться при адсорбции на границе раздела фаз, а также за счёт подвижности полимерных цепей Между твёрдыми телами в жидкой среде формируется тонкий слой жидкости и возникает расклинивающее давление, препятствующее А. Следствием А. жидкости к поверхности твёрдого тела является смачивание.

Возможность А. при изотермич. обратимом процессе определяется убылью свободной поверхностной энергии, к-рая равна равновесной работе адгезии :

где — поверхностные натяжения субстрата 1 и адгезива 2 на границе с окружающей средой 3 (напр., воздухом) до А. и при А. С увеличением поверхностного натяжения субстрата А. растёт (напр., велика для металлов и мала для полимеров). Приведённое ур-ние является исходным для расчёта равновесной работы А. жидкости. А. твёрдых тел измеряется величиной внеш. воздействия при отрыве адгезива, А. и аутогезия частиц — средней силой (рассчитывается как матем. ожидание), а порошка — уд. силой. Силы А. и аутогезии частиц увеличивают трение при движении порошков.

При отрыве плёнок и структурир. масс измеряется адгезионная прочность, к-рая, кроме А., включает усилие на деформацию и течение образца, разрядку двойного электрич. слоя и др. побочные явления. Адгезионная прочность зависит от размеров (толщины, ширины) образца, направления и скорости приложения внеш. усилия. При А., слабой по сравнению с когезией, имеет место адгезионный отрыв, при относительно слабой когезии — когезионный разрыв адгезива. А. полимерных, лакокрасочных и др. плёнок определяется смачиванием, условием формирования площади контакта жидким адгезивом и при его затвердевании образованием внутр. напряжений и ре-лаксац. процессами, влиянием внеш. условий (давления, темп-ры, электрич. поля и др.), а прочность клеевых соединений — ещё и когезией отвердевшей клеевой прослойки.

Изменение А. вследствие возникновения двойного электрич. слоя в зоне контакта и образования донор-но-акцепторной связи для металлов и кристаллов определяется состояниями внеш. электронов атомов поверхностного слоя и дефектами кристаллич. решётки, полупроводников — поверхностными состояниями и наличием примесных атомов, а диэлектриков — дипольным моментом функциональных групп молекул на границе фаз. Площадь контакта (и величина А.) твёрдых тел зависит от их упругости и пластичности. Усилить А. можно путём активации, т. е. изменения морфологии и энергетич. состояния поверхности ме-ханич. очисткой, очисткой с помощью растворов, вакуумированием, воздействием эл.-магн. излучения, ионной бомбардировкой, а также введением разл. функциональных групп. Значит. А. металлич. плёнок достигается электроосаждением, металлич. и неме-таллич. плёнок — термич. испарением и вакуумным напылением, тугоплавких плёнок — с помощью плазменной струи.

Совокупность методов определения А. наз. адгезиометрией, а приборы их реализующие — адгезиометрами. А. может быть измерена при помощи прямых (усилие при нарушении адгезионного контакта), неразрушающих (по изменению параметров ультразвуковых и эл.-магн. волн вследствие поглощения, отражения или преломления) и косвенных (характеризующих А. в сопоставимых условиях лишь относительно, напр. отслаиванием плёнок после надреза, наклоном поверхности для порошков и др.) методов.

Лит.: 3имон А. Д., Адгезия пыли и порошков, 2 изд., М., 1976; его же, Адгезия пленок и покрытий, М., 1977; его же, Что такое адгезия, М., 1983; Дерягин Б. В., Кротова Н. А., Смилга В. П., Адгезия твердых тел, М., 1973; 3имон А. Д., Андрианов Е. И., Аутогезия сыпучих материалов, М., 1978; Басин В. Е., Адгезионная прочность, М., 1981; Коагуляционные контакты в дисперсных системах, М., 1982; Вакула В. Л., Притыкин Л. М., Физическая химия адгезии полимеров, М., 1984. А. Д. Зимон.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

Адгезия полимеров к металлам

К современным полиуретановым покрытиям и герметикам предъявляются требования хорошей адгезии. В данной работе рассмотрены различные факторы, влияющие на адгезионные свойства различных полимеров.

Можно выделить несколько факторов, оказывающих влияние на условия формирования адгезионного контакта. К ним, в первую очередь, следует отнести температурный режим. Роль этого фактора особенно велика в тех случаях, когда адгезив представляет собой расплав. Расплав полимера должен обладать определенной подвижностью, чтобы заполнять многочисленные углубления на поверхности металла. Поэтому повышение температуры в момент формирования адгезионного контакта вызывает снижение вязкости расплава и благоприятствует достижению в конечном итоге более высокой адгезионной прочности.

Установлению возможно более полного контакта в системе полимер — металл препятствуют надмолекулярные образования, существующие в расплавах полимеров. При повышении температуры эти образования разрушаются, что способствует достижению более полного адгезионного взаимодействия. Повышение температуры не только облегчает достижение адгезионного контакта, но и может приводить к некоторым дополнительным эффектам, например вызывать появление у адгезива функциональных групп, способствующих повышению адгезии.

Кроме температурного режима важнейшим фактором, определяющим формирование адгезионного контакта, является количество пластификатора. При введении в полимер пластификатора облегчается достижение контакта между адгезивом и субстратом, снижаются остаточные напряжения, но в тоже время ухудшаются прочностные свойства полимера.

Широкое применение в качестве адгезивов для металлов нашли полимеры на основе фенольных, эпоксидных и полиуретановых смол. Известно, что фенолформальдегидные смолы были основой одного из самых первых конструкционных клеев. В настоящее время немодифицированные фенолформальдегидные смолы как адгезив для металлов не применяются, так как в отвержденном состоянии клеевой шов очень хрупок. Однако, поскольку фенолформальдегидные смолы содержат активные функциональные группы (гидроксильные), их используют при создании различных композиций, обладающих адгезией к металлам. Фенолформальдегидные смолы модифицируют различными термопластами и эластомерами. Наибольшую известность получили фенолполивинилбутирольные композиции — клеи типа БФ. Большой интерес представляют фенолформальдегидноэпоксидные композиции. При 150-2000С° эпоксидные группы взаимодействуют с фенольными и метилольными гидроксилами резольной смолы, что приводит к отверждению системы. Адгезионные свойства композиции изменяются не монотонно, а имеют максимум при определенном соотношении эпоксидной и резольной смол (60:40).

Эпоксидные смолы применяются как адгезивы для металлов в несиловых конструкциях, а также в качестве конструкционных клеев.

Хорошими адгезионными свойствами по отношению ко многим субстратам, и особенно к металлам, обладают полиуретаны. Величина адгезии полиуретанов к металлам зависит в первую очередь от типа исходных продуктов — полиола и полиизоцианата. Например, у полиуретанов, полученных из полиэфира и десмодура (продукта реакции 2,4-толуилендиизоцианата и триметилолпропана) максимальная адгезия к алюминию достигается при соотношении групп -COOH и -OH в полиэфире в пределах 0,8-1,0. Соотношение в исходной композиции десмодура и полиола оказывает решающее влияние на величину адгезии. Сопротивление срезу клеевого шва алюминия на образцах, склеенных внахлест, достигает максимума при соотношении десмодура и полиола равном 1,3-1,6, а затем резко снижается.

Уретановые группы повышают адгезию полиэфируретанов в большей степени, чем эфирные. Определенный интерес представляют глицидилуретаны — мономерные вещества, содержащие в молекуле уретановые и эпоксидные группы. Глицидилуретаны легко взаимодействуют с органическими веществами, содержащими группы с активным атомом водорода (органические кислоты, основания, спирты, фенолы). При этом образуются твердые и прочные покрытия с высокой адгезией к металлам.

Кремнийорганическим полимерам присуща низкая адгезия. Однако путем модификации, а также введением полярных групп в состав кремнийорганических полимеров удается незначительно повысить адгезию этих смол к металлам и другим субстратам. Композиции кремнийорганических полимеров с полиэфирами, эпоксидными и фенольными смолами и другими полимерами, содержащими полярные группировки, являются основой многих теплостойких клеев, в том числе конструкционного назначения.

Итак, при адгезии полимера к металлу роль химической природы адгезива оказывается решающей. Причем важно, чтобы адгезив не просто содержал в определенном количестве полярные группы, а чтобы эти группы обладали способностью вступать в интенсивное взаимодействие с поверхностными группами субстрата, например выполняли роль доноров электронов.

Значительно больший интерес для адгезионных систем представляет механизм взаимодействия полимерных адгезивов с окисной пленкой, образующейся практически на любой металлической поверхности. Благодаря этому, во многих случаях на границе полимер — металл могут возникать ионные связи. Чаще всего этот тип связи реализуется при контакте металлов с карбоксилсодержащими и гидроксилсодержащими полимерами. Между поверхностью металла, покрытой гидратированной окисной пленкой, и функциональными группами полимеров могут возникать различные химические связи.

Существование подобных связей вероятно на границе полимер-металл в тех случаях, когда адгезив содержит трехвалентный азот. Весьма распространенным видом взаимодействия на границе полимер-металл следует признать ион-дипольное взаимодействие и водородные связи.

Экспериментальный материал по склеиванию металлов полимерными адгезивами, нанесению на металлы лакокрасочных, электроизоляционных и других покрытий свидетельствует о том, что долговечность связи полимер-металл зависит во многих случаях от таких свойств полимеров, как термостойкость, коэффициент теплового расширения, влагостойкость, озоностойкость, морозостойкость, прочность, модуль упругости и др. Чем меньше различие коэффициентов теплового расширения полимера и металла, тем устойчивее оказывается адгезионное соединение полимер-металл к воздействию высоких температур. Напряжения, возникающие в процессе формирования клеевых соединений и покрытий, также влияют на долговечность связи полимер-субстрат.

Перечисленные факторы непосредственно связаны с типом и количеством применяемых в полимерах наполнителей. Наполнители могут быть или органическими — древесная мука, хлопковые очесы, сажа, графит, или неорганическими — асбест, кремнезем, стекловолокно, цемент, металлические порошки. В ряде случаев наполнители повышают прочностные свойства полимеров, выравнивают различие в коэффициентах теплового расширения адгезива и субстрата, снижают напряжения, экранируют полимер от светового воздействия. Подобные изменения благоприятным образом отражаются на долговечности клеевых соединений и покрытий.

Металлы по способности склеиваться с полимерами можно расположить в определенной последовательности. Максимальной адгезией обладают, как правило, никель, сталь, железо, минимальной — олово, свинец. Расположение металлов в такой последовательности связано с их атомным объемом: чем ниже атомный объем металла, тем выше прочность связи металла с полимером.

Влияние атомного объема металла на прочность клеевого соединения

Металл

Атомный объем, см3

Предел прочности при сдвиге, кг/см2

Никель

6,6

Медь

7,1

Алюминий

10,1

Олово

16,2

Свинец

18,2

Покрытия и герметики на основе полиуретановых эластомеров подвергаются различным воздействиям, в том числе воды, знакопеременным нагрузкам и т.д. для обеспечения их длительной защитной способности необходимо сохранение прочности связи покрытий и герметиков с подложками.

Подготовка любых металлов перед нанесением эластомерных полиуретановых покрытий включает очистку и обезжиривание поверхности с последующим нанесением грунтовки или клея, так как полиуретановые покрытия, как правило, имеют недостаточную собственную адгезию к субстрату. Значительные трудности возникают при подборе адгезивов. Один из способов достижения адгезии заключается во введении в гуммировочный состав адгезионных добавок. Хорошо известно применение для этой цели синтетических смол, силилированных аминов линейного и циклического строения, в качестве добавок, повышающих адгезию к металлам, композиций на основе бифунциональных полимеров с концевыми гидроксильными группами. Отверждение композиций осуществляют с помощью ТДИ, вводимого в систему в количестве, избыточном, по отношению к расчетному. Дозировку силилированных аминов варьировали в пределах 0,1 — 1,0 массовых частей на 100 массовых частей полимера.

Сопротивление отслаиванию без добавок составляет 0,25 — 2,1 кН/м (в зависимости от типа металла) при адгезионном характере разрушения. Введение силилированных аминов в количестве 0,1 — 0,5 массовых частей на 100 массовых частей каучука позволяет увеличить сопротивление отслаиванию композиций от металла до 3 кН/м и изменить характер разрушения на когезионный.

Более эффективным способом увеличения адгезии эластомерных полиуретановых покрытий к подложке является применение грунтовок или клеев. Крепление покрытий и герметиков из полиуретановых составов осуществляется с помощью промышленных грунтовок. Экспериментально доказано, что для каждого материала подложки требуется индивидуальный подход к выбору адгезива.

адгезия межмолекулярный поверхностный взаимодействие

Испытания на адгезию (адгезионные свойства) от компании Кипсал

Адгезия – термин, обозначающий сцепление поверхностей на молекулярном уровне. Проведение испытаний позволяет установить степень прочности соединения двух разнородных поверхностей или тел. Показатели адгезии важны при производстве клеящих веществ, эмалей, лакокрасочных и облицовочных покрытий, составов для оштукатуривания, гидроизоляции, шпаклевки и т.д. Подобные измерения необходимы при выходе продукта на рынок, для контроля соответствия нормативной документации, технологии его производства и нанесения. Испытания на адгезию проводятся в лаборатории либо непосредственно на объекте заказчика.

Методы проведения испытаний на адгезию

Чтобы измерить адгезионные свойства материалов, применяется несколько различных методик:

  • неравномерный отрыв;
  • равномерный отрыв;
  • сдвиг.

В случае использования отрыва адгезия может измеряться с решетчатыми или параллельными надрезами материала. Следует учитывать некоторую условность данной классификации, поскольку достичь точного равномерного распределения нагрузки при воздействии на материал невозможно. В статических методах исследования результат может измеряться в приложенной силе, затраченном времени или энергии. Показатели по динамическим нагрузкам обычно опираются на количество циклов.

Регламентирует испытания адгезии ГОСТ. Для каждого типа материалов существует собственный государственный стандарт, предусматривающий лабораторные или полевые испытания показателей сцепления по установленной схеме. Исследования осуществляются с применением адгезиметра, твердометра и визуальной оценки. Они позволяют зафиксировать количественные и качественные показатели.

Заказать испытания адгезии

Подать заявку на проведение исследований может юридическое или физическое лицо, производитель либо потребитель товара, подрядчик. Испытательный центр «Кипсал» располагает современной лабораторией, позволяющей получить точные результаты. Мы предоставляем официальный протокол испытания адгезии. Данная документация может использоваться в производственных отчетах и т.д. Лаборатория готова выполнить адгезионные и прочие исследования для любых материалов. Мы гарантируем оперативность выполнения работ, выгодную стоимость, исключительную точность. Оставьте заявку на проведение испытаний, и наш специалист свяжется с вами для уточнения деталей заказа.

Структура и адгезионные свойства отверждённых эпоксидных смол реферат по химии

Структура и адгезионные свойства отверждённых эпоксидных смол СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………….……………………………… ………….….…. 2 1. Структура и свойства эпоксидных смол…………………………….……….…. 3 1.. Получение эпоксидных смол ...…………….…………………………….…... 3 2.. Структура и свойства неотверждённых смол……….………………….……. 7 2. Отверждение эпоксидных смол, их структура и свойства в отверждённом состоянии……………………………………………………………………………. 10 2.1. Оверждение эпоксидных смол………………………………………………... 10 2.2. Структура и свойства отверждённых эпоксидных смол……………………. 16 3. Теоретические основы адгезии и экспериментальные методы определения адгезионной порочности……….……………………………......……….….…….. 19 3.1. Теории адгезии……….………………………………...……….……….…….. 19 3.2. Методы измерения адгезионной прочности………………………….……… 23 3.3. Характер разрушения адгезионных соединений……………………………. 30 4. Адгезионные свойства эпоксидных смол к субстратам различной природы 32 4.1. Адгезия эпоксидных смол к металлам……………………………………….. 32 4.2. Адгезия эпоксидных смол к стеклу…………………………………………... 33 4.3. Адгезия эпоксидных смол к различным волокнам………………………….. 34 5. Растровая электронная микроскопия как метод исследования поверхностей адгезионного контакта и разрушения……….…………………. 42 5.1. Теоретические основы метода……….……………………………….…….… 42 5.2. Устройство и работа растрового электронного микроскопа……………….. 43 3.. Применение растровой электронной микроскопии в исследованиях адгезионных соединений……………………………………………………… 45 Заключение ………………………………………………………………………….. 47 Литература…………………………………………………………………………… 49 ВВЕДЕНИЕ Целью данной работы- изучить структуру и адгезионные свойства отверждённых эпоксидных смол. Эпоксидные смолы обладают высокой адгезией к различным материалам и поэтому используются в качестве клеёв, связующих в композиционных материалах и в качестве различных покрытий. Поэтому задача этой работы заключается в том, чтобы изучить получение эпоксидных смол, процесс их отверждения и адгезионные свойства к конкретным материалам различной природы. Работа состоит из пяти основных разделов. В первом будут рассмотрены вопросы получения эпоксидных смол, их структура и свойства в неотверждённом состоянии. Во втором разделе речь идёт о механизмах отверждения смол, структуре и свойствах после отверждения. В третьем разделе рассмотрены основные теории адгезии полимеров, методы которые используются для измерения адгезионной прочности на практике, а также возможный характер разрушения адгезионной системы. Эпоксидные смолы обладают разными адгезионными свойствами к материалам различной природы. Об этом и рассказывается в четвёртом разделе. Пятый раздел рассказывает о растровой электронной микроскопии, о её роли при исследовании адгезии. 1. Из других эпоксидных смол, содержащих в молекуле глицидиловые группы, наибольшее практическое применение получили глицидиловые производные феноло- формальдегидных новолачных смол(II) (здесь и далее римскими цифрами указана нумерация эпоксидных смол в таблице 2), продуктов конденсации фенола с акролеином (III) и глиоксалем (IV), галогенированного дифенилолпропана (V), ароматических моноаминов (VI) и диаминов (VII), аминофенолов (VIII), циануровой кислоты (IX), резорцина (X), гликолей (XI). Промышленное значение получили также олигомерные диглицидилуретаны - продукты взаимодействия глицидола с олигомерными диизоцианатами, полученными на основе олигодиенидилов молекулярной массой 2000-4000, простых или сложных полиэфиров молекулярной массой 1000-2000. Эпоксидиановые смолы, содержащие эпоксидные группы в алифатических циклах или цепях, получают эпоксидированием (обычно надуксусной кислотой) двойных связей ненасыщенных соединений; практическое значение имеют диэпоксиды гексагидробензаль- 1,1-бис- (оксиметил) циклогексана (XIII), тетрагидробензилового эфира тетрагидробензойной кислоты (XIV), дициклопентенилового эфира (XV), дициклопентадиена (XVI), винилциклогексана(XVII), эпоксидированные олигомеры дивинила. Таблица 2 Эпоксидные смолы [2]. II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XV XVI XVII 1.2. Структура и свойства неотверждённых смол Эпоксидиановые смолы – вязкие жидкости или твёрдые хрупкие вещества от светло-жёлтого до коричневого цвета. Растворяются в толуоле, ксиоле, ацетоне, метилэтилкетоне, метилизобутилкетоне и их смесях со спиртами (например, бутиловым, этил- и бутилцеллозольвами, диацетоновым). Характеристики эпоксидиановых смол приведены в таблице 3. Таблица 3 Состав и характеристика диановых эпоксидных смол[2]. М ол. масса Содер жание эпоксидных групп, % Содержа ние гидроксильных групп, % Содержание в смоле полимергомологов различной степени полимеризации Агрегатн ое состояние смолы n=0 n=1 n=2 n >3 3 50-400 24,8-2 1,5 0,1-0,8 92-85 8-15 2-3 0 Жидкост ь (вязкость 800-2000 мн сек/м2, или спз при 40 °С) 4 00-600 21,5-1 4,5 0,8-2,5 85-50 15-20 8-10 5-10 Вязкая жидкость (вязкость 20000-60000 мн сек/м2, или спз при 40 °С) 6 00-800 14,5-1 0,0 2,5-4,6 50-20 12-16 8-11 45-50 Высоков язкая жидкость (вязкость около 2000 мн сек/м2, или спз при 100 °С) 8 00-1000 10,0-8, 0 4,6-5,1 20-13 12-14 9-12 55-60 Твёрдая смола (температура размягчения 50-55°С) 1 000-1400 8,0-6,0 5,1-6,0 13-8 7-9 8-10 70-75 Твёрдая смола (температура размягчения 55-70°С) 1 400-1800 6,0-4,0 6,0-6,5 6-4 6-8 8-10 80-85 Твёрдая смола (температура размягчения 70-85°С) 1 800-3500 4,0-2,0 6,5-6,8 4-2 3-5 5-8 83-90 Твёрдая смола (температура размягчения 85-100°С) Низкой вязкостью при 10-30°С обладают эпоксидиановые смолы молекулярной массой < 400, смолы резорцин и диамин, диглицидиловые эфиры дикарбоновых кислот, например, тетрагидрофталевой. Для получения эпоксидиановых композиций пониженной вязкости используют также жидкие отвердители (например, аминоэфиры, метилендиковый ангидрид, жидкий изомер метилтерефталевого ангидрида) в сочетании с химически активными разбавителями, содержащими эпоксидные группы (например, с глицидиловыми эфирами гликолей алкилфенолов, разветвлённых карбоновых кислот, с эпоксидированными маслами). Применение эпоксидных и ненасыщенных мономеров (бутилаллил-, финил- и фурилглицидиловых эфиров, глицидилметакрилата, стирола) затруднено вследствии их токсичности и летучести. Для увеличения вязкости в композиции вводят высокомолекулярные соединения (например, поливинилбутираль) или мелкодисперсные наполнители, например аэросил (SiO2), в количестве 3—5% к обычно применяемым наполнителям для придания композиции тиксотропных свойств[2]. Выпускаемые в промышленности композиции на основе эпоксидных смол характеризуются (данные приведены для композиции без наполнителя) жизнеспособностью от 1—2 мин до 2 лет; их можно перерабатывать при температурах от —20 до 180°С, продолжительность гелеобразования в условиях переработки от 30 сек до 100 ч, объемная усадка 2—8%. При отверждении эпоксидиановых смол не выделяются летучие вещества, что определяет сравнительную простоту технологии их переработки. В эпоксидиановые смолы можно вводить различные наполнители: минеральные, органические, металлические порошки, волокна, ткани и прочее. Промышленность выпускает эпоксидиановые смолы следующих марок: жидкие смолы ЭД-5 и ЭД-6, высоковязкую смолу ЭД-П и твердую смолу ЭД-Л (ГОСТ 10587—63). На их основе изготовляют компаунды различных марок. Компаундом называют смесь, состоящую из эпоксидной смолы, наполнителя и пластификатора. В компаунд вводят отвердитель. Смола ЭД-5 представляет собой вязкую жидкость светло-коричневого цвета с плотностью 1,2—1,3 г/см3; содержание эпоксидных групп в ней не менее 18%, летучих не более 2,0%; вязкость смолы при 40 °С, определяемая по методу падения шарика в вискозиметре типа Гепплера, не выше 4500 спз; реакция смолы по фенолфталеину должна быть нейтральной. Время отверждения при температуре 120°С с отвердителем- гексаметилендиамином (10% от веса смолы) должно быть не более 10 мин. Смола ЭД-6 представляет собой труднорастекающуюся жидкость светло- коричневого цвета; содержание эпоксидных групп 16%, летучих до 1%; молекулярный вес 460—540. Смолы ЭД-5 и ЭД-6 способны длительное время сохраняться без изменения показателя вязкости. Смола ЭД-Л - твердая высокомолекулярная масса желто-коричневого цвета с содержанием эпоксидных групп 11-8%. Температура размягчения по методу «кольцо и шар» в пределах 40-60 сек. Условная вязкость смолы с отвердителем, замеренная при температуре 100° С через 2 ч после смешения, должна быть не более 100 сек, по вискозиметру Гепплера. Смола ЭД-П - высоковязкая жидкость желто-коричневого цвета с содержанием эпоксидных групп 14-11%. Условная вязкость смолы с отвердителем, замеренная при температуре 100°С через 2 ч после смешения, должна быть не более 35 сек по вискозиметру Гепплера[3]. трехфункциональным амином (N-алкилпропилендиамином. N- алкилгексаметилендиамином н др.), а также вводят в композиции соединения (гликоль или диглицидилуретаны), которые, участвуя в образовании трехмерной сетки полимера, способствуют увеличению его молекулярной подвижности. Для получения композиции, быстро отверждающихся при повышенных температурах (60—120 °С), целесообразно использовать эпоксидиановые смолы ароматических моноаминов, циануровых кислот в сочетании с ангидридами дикарбоновых кислот (фталевым, малеиновьм) или высокоактивные эпоксидные смолы (резорцин) в сочетании с ароматическими полиаминами (например м-фенилендиамином). Для получения композиций, стабильных при 15-25 °С и быстро отверждающихся при 120—200 °С, в качестве отвердителей используют дициандиамид, комплексы BF3 с алифатическими аминами, ароматические диамины пониженной основности и ароматические диамины, содержащие заместители в орто-положении к Nh3-группе (например, 4,4-диаминодифенилсульфон, З,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметан), гуанамины, дигидразиды дикарбоновых кислот, а также кансулированные отвердители и отвердители, нанесённые на цеолиты. Если необходимо увеличить жизнеспособность композиции холодного отверждения (например, при пропитке или заливке изделий сложной формы), в состав композиции вводят соединения, содержащие протоноакцепторные группы, например сложные олигоэфиры, диалкилфталаты. Для уменьшения экзотермического эффекта при отверждении применяют смолы с наименьшим эпоксидным числом и отвердители с меньшей функциональноcтью (например, аминоамид), а также вводят соединения с протоноакцепторными группами. Для повышения температуры саморазогрева композиции используют высокоактивные эпоксидиановые смолы (циануровая кислота и резорцин) и отвердители типа комплексов BF3 с гликолями[2]. Отверждение аминами Способ отверждения эпоксидных смол с помощью полиаминов представляет особый интерес, так как путем их подбора удается получить композиции, отверждающиеся как при нагревании, так и на холоду. Основной особенностью отверждаемых эпоксидных смол является образование неплавких и нерастворимых продуктов без выделения каких-либо летучих веществ. Продукты реакции представляют собой полиоксиамины. Отверждение протекает по следующей схеме: ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ ПОЛИАМИН Из различных полиаминов наиболее пригодны те, которые содержат не менее двух первичных аминогрупп. При применении их достигаются лучшие результаты в отношении твердости, химической стойкости и скорости отверждения. Вторичные диамины образуют только линейные цепи, а третичные амины пригодны как катализаторы отверждения лишь при нагревании, вызывая реакцию полимеризации по эпоксигруппам. При отверждении на каждую эпоксидную группу должен приходиться один активный атом водорода. Это позволяет определить необходимое стехиометрическое количество полиамина (в%) путем умножения эпоксидного числа смолы на эквивалентный вес полиамина в расчете на один активный атом водорода. Применяемый амин оказывает значительное влияние на реакцию отверждения эпоксидных смол и свойства конечного продукта. Уже испытано более 150 различных полиаминов в качестве отвердителей. Проведено особенно много исследований по отверждению эпоксидных смол лакового назначения. В таблице 2 приведены условия отверждения жидкой ароматической смолы с эпоксидным числом 0,5 и вязкостью 480 сек. различными полиаминами. В качестве новых отвердителей эпоксидных смол пригодны аминоэтилпиперазин, содержащий в одной молекуле первичную, вторичную и третичную аминогруппы, и смесь гетероциклических полиаминов, состоящая на 60—65% из аминоэтилпиперазина. Указанные амины придают отвержденным смолам повышенную стойкость к ударным нагрузкам. Отверждение эпоксидных смол полиаминами может быть ускорено соединениями, содержащими гидроксильные группы. Вследствие того, что при отверждении наблюдается образование ОН-групп, этот процесс уже имеет автокаталитический характер. Но добавка посторонних веществ позволяет уменьшить время гелеобразования и регулировать степень изотермичности реакции. Было доказано, что вода наиболее эффективно ускоряет отверждение, а кислоты, фенолы, спирты, амиды и сульфамиды также способствуют более быстрому отверждению. Максимальный эффект наблюдается в присутствии 5—10% воды, но при содержании в смоле около 1% воды наблюдается вспенивание массы. Исследованные вещества по каталитической активности при добавлении 5,6% к смоле можно расположить в следующий ряд: вода>паратолуолсульфокислота> салициловая кислота > резорцин > муравьиная кислота > триэтаноламин > бензойная кислота > 0 0 1 Fсалициламид> молочная кисло та > орта- и парааминофенолы > щавелевая кислота > уксусная кислота > фенол > масляная кислота > глицерин > ацетамид > диэтаноламин > метанол > маленновая кислота > мочевина > салициловый ангидрид > нитрометан > фталевая кислота. Ускоряющее действие добавок, видимо, связано со способностью этих веществ образовывать водородные связи с эпоксидным кислородом. Т. е. вещества, являющиеся донорами водорода (—ОН. —СООН, —SO3H, —CONh3, —CONHR, —SO2Nh3, — SО2NHR) ускоряют отверждение эпоксидных смол полиамидами. Некоторые органические вещества заметно тормозят реакцию отверждения смол. К. ним относятся кетоны (этилметилкетон), сложные эфиры (этилацетаты), ароматические углеводороды (ксилол, толуол), диоксан, диметилформамид, ацетонитрил, нитробензол. В ряде случаев этот эффект можно объяснить легкостью их испарения, что способствует отводу теплоты реакции. Отверждение ангидридами Изучение отверждения эпоксидных смол ангидридами производится многими исследователями. Кроме химических методов применяются методы спектроскопии. В настоящее время твердо установлено, что процесс отверждения определяется в основном двумя реакциями. Сначала ангидрид реагирует с ОН-группой эпоксидной смолы; при этом раскрывается кольцо ангидрида и образуется карбоксильная группа: А затем карбоксильная группа раскрывает эпоксидное кольцо другой молекулы смолы: Вновь образовавшаяся гидроксильная группа взаимодействует с молекулой ангидрида и т. д. В результате таких реакций образуется твердая смола трехмерной структуры. Недавно было найдено, что смола ЭД-5 при добавлении малеинового ангидрида до 35% полностью отверждается при 100° за 60 часов, все эпоксидные группы и весь малеиновый ангидрид вступают в реакцию (по инфракрасным спектрам). При более низких температурах даже за 200—300 час. не наблюдается полного исчезновения эпоксидных групп и малеинового ангидрида. В пределах 50—100° не наблюдается взаимодействия гидроксильной и эпоксидной групп смолы по схеме: Видимо, эта реакция может протекать при температурах, превышающих 100°. В последнее время было показано , что эпоксидные группы смолы могут реагировать непосредственно с ангидридом с образованием полиэфиров по следующей схеме: В присутствии третичного амина эпоксидные группы смолы реагируют с ангидридом уже при 70—100°. Указанная реакция лучше всего проходит с фталевым, гекса- и тетрагидрофталевым ангидридами. Малеиновый ангидрид в смеси с третичным амином темнеет, янтарный ангидрид реагирует медленно и также образует темные продукты. В России наибольшее применение в качестве отвердителя нашли малеиновый или фталевый ангидриды. Фталевый ангидрид имеет высокую температуру плавления (130,8°), что затрудняет его смешение с эпоксидной смолой, а малеиновый ангидрид (Т пл. 53°) имеет сильную летучесть и токсичность. Поэтому в последнее время предложен метилтетрагидрофталевый ангидрид, легко получаемый из изопрена и малеинового ангидрида. Он плавиться при 64° и обладает гораздо меньшей летучестью, чем малеиновый ангидрид. Свойства эпоксидных композиций, отвержденных метилтетрагидрофталевым ангидридом, являются хорошими. Повышение теплостойкости отвержденных эпоксидных смол достигается применением в качестве отвердителя пиромеллитового ангидрида, представляющего собой белый кристаллический порошок с температурой плавления 286° . Его строение выражается формулой: Введение пиромеллитового ангидрида в эпоксидную смолу может быть осуществлено тремя методами: а) растворением при повышенных температурах; б) добавлением в растворе ацетона; в) суспендированием в жидкой смоле при обычной температуре. Вследствие высокой химической активности пиромеллитовой ангидрид лучше всего смешивать с другими ангидридами (малеиновым или фталевым) и в виде смесей различного состава применять в качестве отвердителей эпоксидных смол. Но чем выше содержание пиромеллитового ангидрида в смеси, тем выше теплостойкость отвержденной смолы. Литые изделия из эпоксидных смол, отвержденные пиромеллитовым ангидридом, сохраняют свою форму при 290°, а стеклопластики мало теряют прочность после 500 час. выдержки при 260° . Можно применять для отверждения эпоксидных смол продукт реакции пиромеллитового ангидрида и гликоля, растворимый в обычных органических растворителях : Указанный диангидрид придает клеям и стеклопластикам высокую теплостойкость, хорошие химические и диэлектрические свойства. 2.2. Структура и свойства отверждённых эпоксидных смол Отверждённые эпоксидные смолы имеют микрогетерогенную структуру глобулярного типа, причём формирование структуры наблюдается уже в жидкой фазе на начальных стадиях отверждения [5]. Размер глобулярных частиц (порядка 103А) зависит от состава композиции и условий отверждения (с повышением температуры размер частиц уменьшается). По мере уменьшения размера глобул возрастает электрическая прочность полимера, уменьшается его плотность. С уменьшением расстояния между узлами сетки Важная практическая задача - придание отверждённым эпоксидным смолам стойкости к р eзким перепадам температур (термическим ударам) и снижение их модуля упругости при использовании) компoзиций в качестве заливочных и герметизирущих компаундов. Если отвердителем служит ангидрид, в композиции вводят простые или сложные олигоэфиры с кольцевыми OH-группами, а также полиангидриды алифатических дикарбоновых кислот (например, ceбaциновой, адипиновой). Если отвердитель - амин , наилучшие результаты дает применение жидких каучуков, например, карбоксилатных, бутадиен-нитрильных, полисульфидных (тиоколов). Наименьший модуль упругости при температурах до -70 оС (1—10 Мн/м2, или10-100 кгс/см2) имеют смолы XII. Наиболее высокой стойкостью к действию воды при нормальной и повышенной температурax, водных растворов солей и щелочей, органических растворителей, а также радиоактивного излучения обладают эпоксидные смолы VI и особенно VII, отверждённые ароматическими полиаминами (например, 3,3-дихлор-4,4'-диаминодифенилметаном). Высокая стойкость к действию кислот и окислителей достигается в композициях на основе полифункциональных эпоксидных смол II-IV, отверждённых диангидридами тетракарбоновых кислот или фенолоформальдегидными новолачными смолами. Для достижения высокой атмосферостойкости и устойчивости действию коронного разряда применяют смолы IX, XIII XIV; отвердитель- ангидрид метилтетрагидрофталевой или гексагидрофталевой кислоты. Пониженной горючестью в отверждённом состоянии обладают композиции на основе эпоксидных смол V и VII[2]. 3. Теоретические основы адгезии и экспериментальные методы определения адгезионной порочности 3.1. Теории адгезии Адгезией (или прилипанием) называют сцепление двух приведенных в контакт поверхностей различных по своей природе материалов. При склеивании поверхностей различных полимерных тел возникают связи, природа которых может быть различной. Возникновение связей между склеиваемыми или свариваемыми поверхностями происходит во времени и определяется механизмом адгезии. В процессе склеивания двух полимерных поверхностей с течением времени происходит увеличение истинной поверхности контакта и числа связей, соединяющих контактируемые поверхности. Связи, обеспечивающие адгезию полимерного тела с другим (полимерным, металлическим и т. д.) телом, могут быть обусловлены как межмолекулярным взаимодействием, так и силами главных химических валентностей. После приведения тела в контакт одновременно начинают развиваться три процесса: увеличение размеров истинной поверхности контакта, диффузия и возникновение адгезионных связей. Увеличение истинной поверхности контакта может происходить в силу ряда различных причин таких, как затекание одного тела, находящегося в жидком состоянии, в поры и микродефекты другого, развитие высокоэластической или вынужденноэластической деформации. В общем виде адгезионная прочность Ad (оцениваемая удельной работой адгезионного разрушения склейки) выразится в виде: (1) где Ui — энергия одной адгезионной связи i-го типа; nti — число связей i-гo типа на единицу поверхности, установившееся ко времени начала разрушения. 0 0 1 FПредложено несколько теорий адгезии. Вокруг них было много спо ров, 0 0 1 Fсвязанных, вероятно, с переоценкой их достоинств. В боль шинстве теорий рассматривается образование адгезионной связи. Хотя в каждой теории утверждается, что 0 0 1 Fона объясняет явление ад гезии, в действительности же любая из предложенных теорий 0 0 1 Fимеет де ло лишь с одним определенным аспектом сложного явления. Таким образом, объединенная теория была бы более корректной и полезной. В настоящее время известны механическая теория, адсорбционная, электрическая, диффузионная, химическая, электрорелаксационная теория адгезии, а также некоторые другие концепции, по-разному трактующие механизм адгезии. Ниже буду рассмотрены некоторые наиболее обоснованные теории адгезии. Адсорбционная теория адгезии Адсорбционная теория (называемая также адсорбционно-молекулярной, или 0 0 1 Fмолекулярной) рассматривает адгезию как резуль тат проявления сил молекулярного 0 0 1 Fвзаимодействия между кон тактирующими молекулами адгезива и субстрата. Поэтому 0 0 1 Fважно, чтобы адгезив и субстрат обладали полярными функциональ ными группами, способными к взаимодействию, как это следует из правила полярности. Высокая адгезия не может быть достигнута между полярным субстратом и неполярным адгезивом или между неполярным субстратом и полярным адгезивом[6]. Адсорбционная теория адгезии делит процесс образования адгезионной связи на две 0 0 1 Fстадии. Первая стадия - «транспор тирование» молекул адгезива к поверхности 0 0 1 Fсубстрата. Повыше ние температуры и давления, введение пластификатора, 0 0 1 Fпримене ние 0 0 1 Fрастворителей - все эти факторы облегчают протекание пер вой стадии процесса и способствуют достижению контакта между молекулами адгезива и субстрата. Растекаясь по твердой поверхности, адгезив должен проникнуть в многочисленные поры, щели и капилляры, скорость заполнения которых зависит не только от их геометрических 0 0 1 Fразмеров и вязкости адгезива, но также и от сма чивающей способности и поверхностного натяжения. Чем полнее смачивание, тем меньше воздушных пузырьков Электрической теории адгезии 0 0 1 FПростой контакт с последую щим разъединением двух разнородных металлов 0 0 1 Fдостаточен для их электризации. Кон тактная электризация обнаруживается также при 0 0 1 Fразделении (без трения) пары металл—диэлектрик и двух диэлектриков. Электри зация 0 0 1 Fпри трении двух диэлектриков известна с глубокой древно сти. Очевидно, электризация при трении и при отрыве (без трения) имеет одну и ту же природу, так как трение является 0 0 1 Fпосле довательным установлением и нарушением контактов. Процессы, лежащие в основе статической электризации, весьма сложны, многообразны по природе недостаточно изучены. Наиболее общий характер имеет идея Гельмгольца о двойном электрическом слое — молекулярном конденсаторе, возникающем в зоне контакта двух различных поверхностей. При нарушении контакта обкладки этого 0 0 1 Fконденсатора разъединяются и на каж дой из них обнаруживаются заряды 0 0 1 Fпротивоположного знака. Сле довательно, причина статической электризации лежит в разделении зарядов двойного электрического слоя. При установлении контакта адгезивов 0 0 1 Fс субстратами различной природы в большинстве слу чаев также возникает двойной электрический слой[6]. 0 0 1 FВозможным механизмом образования двойных элект рических слоев является поверхностная ориентация нейтральных молекул, содержащих, полярные группы. Этот 0 0 1 Fслучай электриза ции при контакте соответствует процессам, протекающим на границе субстрат—полимерный адгезив, независимо от того, является ли субстрат металлом, стеклом, полимером и т. д. Подавляющее большинство диэлектриков содержит полярные 0 0 1 Fгруппы. В массе вещества их дипольные моменты взаимно компен сированы, а на поверхности — нет. При контакте с металлом или диэлектриком происходит ориентация поверхностных диполей, и поверхность приобретает заряд определенной величины и знака. Таким образом, возникновение зарядов на поверхностях при контакте металла и диэлектрика или двух диэлектриков связано с эффектом ориентации. При установлении контакта полимерных адгезивов с субстратами различной природы на границе раздела возникает двойной электрический слой. Этот процесс развивается в соответствии с описанными механизмами и является следствием химического взаимодействия адгезива и субстрата, образования водородных связей, донорно-акцепторного взаимодействия, 0 0 1 Fориен тированной адсорбции дипольных молекул адгезива на поверхности субстрата, различного сродства к электрону адгезива и субстрата. Во всех этих случаях 0 0 1 Fустанавливается такое распределение элек тронной плотности, что суммарный эффект 0 0 1 Fприводит к образова нию двойного слоя на границе раздела. При отрыве пленки полимера на одной поверхности преобладают положительные заряды, на другой — отрицательные. Все это легло в основу электрической теории адгезии[6]. Изучение электрических сил стимулировалось следующими обстоятельствами. Во- 0 0 1 Fпервых, некоторые аспекты адгезионных яв лений не находили удовлетворительного разрешения в рамках существовавших представлений. В частности, недостаточно ясна была природа зависимости адгезионной прочности от скорости приложения 0 0 1 Fразрушающего усилия. Поэтому возникло предполо жение, что прочность адгезионного соединения не может быть обусловлена действием только одних молекулярных сил. Было выдвинуто представление о дополнительном факторе — роли двойного электрического 0 0 1 Fслоя, возникающего на границе адге зив — субстрат. Во-вторых, учет электрических сил 0 0 1 F 0 0 1 Fвпервые поз волил объяснить различные электрические явления, происходя щие при нарушении адгезионного взаимодействия поверхностей, образовавшихся при разрушении 0 0 1 Fадгезионного соединения, возник новение электрических разрядов, сопровождающихся 0 0 1 F 0 0 1 Fхарактер ным треском и свечением, электронную эмиссию и, нако нец, чрезмерно- высокие значения работы отслаивания[6]. 3.2. Методы измерения адгезионной прочности 0 0 1 FМетоды измерения адгезии, которые будут рассмотренные в этой главе, осно ваны 0 0 1 Fна определении приложенного внешнего усилия, под дей ствием которого в адгезионном соединении возникают нормальные и тангенциальные напряжения, приводящие к 0 0 1 Fразрушению соединения. Эти методы испытаний можно классифицировать по спо собу 0 0 1 Fнарушения адгезионной связи: неравномерный отрыв, равно мерный отрыв и сдвиг. 0 0 1 FРазрушающие методы могут быть стати ческими и динамическими. Однако следует иметь в виду, что не существует методов, при использовании которых напряжения 0 0 1 Fрас пределялись бы действительно равномерно и представляли бы собой сдвиг или отрыв 0 0 1 Fв чистом виде. Поэтому такая классифика ция весьма условна. В зависимости от метода испытания за меру адгезии могут быть приняты сила, 0 0 1 Fэнергия или время. Для динамических мето дов показателем прочности адгезионного соединения служит число циклов нагружения до разрушения. 0 0 1 FСопротивление, которое приходится преодолевать при равно мерном отрыве или сдвиге, выражается в дин/см2 или Г/см2. Сила, которую затрачивают при отслаивании или 0 0 1 Fрасслаивании (нерав номерном отрыве), называется сопротивлением отслаиванию 0 0 1 F(расслаиванию) и выражается в дин/см или Г/см. Часто при от слаивании (расслаивании) 0 0 1 Fопределяют работу, затраченную на от слаивание и отнесенную к единице площади, которую называют удельной работой отслаивания, или работой адгезии, и выражают в эрг/см2 0 01 F. Иногда величину адгезии характеризуют временем, не обходимым для нарушения связи между субстратом и адгезивом под действием определенной нагрузки. 0 0 1 FНаиболее распространены методы неравномерного отрыва (от слаивания, 0 0 1 Fрасслаивания). Они позволяют выявить колебания в ве личине адгезии на отдельных участках испытуемого образца. Кроме того, эти методы дают достаточно хорошую воспроизводимость результатов и отличаются простотой. Предположение об одновременном нарушении связи между адгезивом и субстратом по всей площади контакта (методы равномерного отрыва и сдвига) не всегда правильно. По этой причине 0 0 1 Fусилие отрыва или сдвига, отне сенное к площади отрыва, можно рассматривать только как весьма приближенную характеристику адгезии[6]. И, наконец, следует иметь в виду, что наряду с количественной характеристикой прочности адгезионного соединения необходимо знать характер разрушения — 0 0 1 Fкогезионный, адгезионный или сме шанный. Методы неравномерного отрыва Методы неравномерного отрыва весьма разнообразны. Общим признаком для них является нарушение связи между адгезивом и субстратом, причем усилие прикладывается не к центру соединения, а к одному его краю, поэтому связь нарушается постепенно. Рис. 1. Схемы испытаний по отслаиванию жестких материалов: а — внецентренное растяжение для блочных материалов; б — изгиб для плиточного и 0 0 1 Fлисто вого материалов; в — изгиб для листового материала; а—консольный изгиб. Рис. 2. Схемы испытаний по отслаиванию гибких материалов от жесткой подложки под углом 90° 0 0 1 F(а, б, в) и 180° (г) и по расслаиванию гибких мате риалов (д). Разделение двух гибких материалов называют расслаиванием, а отделение гибкого материала от жесткого — отслаиванием. Если пленка адгезива (покрытия) недостаточно 0 0 1 Fпрочна, то при отделе нии от субстрата она может разрушиться. Чтобы этого не произошло, пленка укрепляется подходящим армирующим материалом. Пользоваться 0 0 1 Fармирующим материалом приходится и в тех слу чаях, когда адгезив или субстрат под действием расслаивающего усилия способен сильно деформироваться — растягиваться. В тех случаях, когда разделяются путем постепенного нарушения связи два монолитных, негибких материала, такое испытание называют раскалыванием или отдиром. Все эти виды испытаний могут быть объединены одним общим термином — неравномерный отрыв. Многие из методов стандартизированы. Различные схемы испытаний на неравномерный отрыв приведены на рис.1 и 2[6]. Методы равномерного отрыва 0 0 1 FМетодом равномерного отрыва измеряют величину усилия, не обходимого для отделения адгезива от субстрата одновременно по всей площади контакта. Усилие при 0 0 1 Fэтом прикладывается пер пендикулярно плоскости клеевого шва, а величина адгезии 0 0 1 Fхарак теризуется силой, отнесенной к единице площади контакта (в Г/см2 или кГ/см2). Некоторые из этих методов стандартизованы. Рис. 3. Резино-металлические образцы для определения адгезии резины к металлам. 0 0 1 FЧаще всего для измерения адгезии пользуются образцами гриб кового типа, между торцовыми поверхностями которых находится адгезив. Таким способом измеряют, например, адгезию резины к металлам. Формы грибков и прослоечной резины весьма различны (рис. 3). 0 0 1 FЧтобы избежать образования шейки при испытании, предло жены образцы с 0 0 1 Fдиаметром резинового диска, превышающим диа метр металлического грибка. В последнее время рекомендованы грибки конической формы. Однако ценность такой 0 0 1 Fмодифика ции сомнительна: концентрация усилий у вершины конуса, а также сочетание 0 0 1 Fсдвига с отрывом создают весьма сложное распределе ние напряжений. Образцы 0 0 1 Fгрибкового типа или просто склеен ные торцами цилиндры используются также для 0 0 1 Fопределения адге зии клеев к металлам. Клеевая прослойка в этом случае имеет толщину нескольких сотен микрон (рис. 4). Для измерения адгезии лакокрасочных покрытий два грибка или цилиндра, 0 0 1 Fимеющие на торцовой части уже сформиро ванное покрытие, склеивают специально подобранным клеем, адгезия которого к покрытию должна быть выше, чем адгезия покрытия к подложке. К поверхности покрытия, нанесенного на подложку, иногда приклеивают отрывающее приспособление, а затем прикладывают усилие, направленное 0 0 1 Fперпендикулярно по верхности покрытия. Применение этого метода ограничено из-за трудности подбора соответствующего клея. 0 0 1 FРис. 4. Схемы измерений адгезии полимеров к метал лам: 0 0 1 F 0 0 1 Fа—цилиндрические образцы—гриб ки; б—цилиндрические или призма тические образцы с 0 0 1 F 0 0 1 Fосевым крепле нием; 3—то же, с резьбовым креп лением. 0 0 1 FАдгезию резины к ткани также иногда определяют этим мето дом. Образцы приготавливают следующим образом. Ткань приклеивают к торцовым поверхностям деревянных цилиндров, выступающие края ткани загибают и крепят проволокой в выточке 0 0 1 Fна ци линдре. Сырую резину накладывают на ткань и проводят вулканизацию. Подобным методом иногда измеряют адгезию заливочных компаундов к металлам, полимеров к стеклу, определяют прочность связи между слоями в стеклопластиках и т. д. На рис. 5. 0 0 1 F 0 0 1 Fпоказаны некоторые схе мы испытаний по этим методам. Ино гда вместо склеенных 0 0 1 Fвстык цилинд ров для измерения адгезии методом отрыва применяют образцы в виде 0 0 1 F 0 0 1 Fкрестовины (рис. 6). Таким ме тодом измеряют адгезию клеев к ме таллам, дереву и стеклу[6]. В образцах типа грибков и крестовин под действием нагрузки возникают сложные 0 0 1 Fи неоднородные напряжения. Адгезив растя гивается сильнее, чем субстрат, и в большей 0 0 1 FРис. 11. Схема из мерения прочности связи корда (текстильного или металлического) с резиной: 1—держатели образца; 2— резиновые блоки; 3—нить. Рис. 12. Схема измерения адгезии стекловолокна к связующему; /—волокно; 2— слой смолы, нанесенной на 0 0 1 Fво локно. Сдвиговые усилия возникают на границе между адгезивом и субстратом и в случае деформации полимерного блока, внутри которого находится субстрат. На этом принципе основан метод измерения адгезии резины к текстилю. При испытании по методу 0 0 1 Fотслоения при статическом сжатии нить корда распо лагают внутри образца по диаметру среднего сечения. Испытание заключается в определении усилия сжатия, при котором 0 0 1 Fсдвиго вые напряжения между резиной и кордом достигают величины, равной прочности связи между материалами. В тот момент, когда воронкообразное углубление, возникшее на поверхности образца при его сжатии, исчезает (рис. 14), измеряют нагрузку. Момент отслоения нити определяют визуально или с помощью тензодатчиков, контролируя величину внутренних напряжений[6]. 0 0 1 FПри испытании по 1-методу (Аш- методу) кордная нить распо ложена внутри резинового образца по его длинной оси. Нагрузка при растяжении образца монотонно 0 0 1 Fвозрастает, а в момент на чала отслоения нити наблюдается некоторое уменьшение напряжения. Отслоение второго конца нити приводит к повторному спаду напряжения, а 0 0 1 Fсам образец при этом сильно вытягивается. Широ кого распространения этот метод не получил. Аналогичен описанному метод измерения адгезии покрытий к металлам. При 0 0 1 Fформировании пленки в нее вводят отрезки ме таллической проволоки. Растяжение пленки приводит к отслоению проволоки от полимера. Для определения адгезии связующего к стеклянным нитям иногда применяют 0 0 1 Fцилиндрические образцы, изготовленные из ориен тированных стеклянных нитей, пропитанных полиэфирной или эпоксидной смолой. Об адгезии судят по сопротивлению сжатию вдоль оси этих цилиндров. Рис. 13. Схема измерения адгезии клея к металлам: /—металлическая нить; 2—слой клея; 3— планка с отверстием. Рис. 14. Схема измерения прочности связи резины с кордом при статическом сжатии: а—образец до испытания; б—сжатый образец; в—сжатый образец после отслоения нити. Некоторые из рассмотренных в этом разделе методов стандартизованы. Динамические методы Все рассмотренные методы измерения адгезии характеризуются кратковременным приложением нагрузки. Это так называемые статические методы. Но помимо обычных статических испытаний в некоторых случаях проводят измерения адгезии путем 0 0 1 Fприложения знакопеременных циклически изменяющихся нагрузок, удар ных и длительных статических нагрузок. Практически многие методы, применяющиеся при статических кратковременных испытаниях, могут быть использованы и для испытаний на длительную статическую 0 0 1 Fпрочность. В первую оче редь это относится к испытаниям клеевых соединений металлов других материалов. 0 0 1 FОсобую ценность представляют динамические испытания, с по мощью которых устанавливается способность соединения адгезив — субстрат противостоять действию переменных нагрузок. Работоспособность изделия или модельного образца 0 0 1 Fхарактери зуют числом циклов деформации до разрушения. Однако не всегда удается 0 0 1 Fдобиться разрушения образца по стыку. В таких слу чаях после приложения некоторого числа циклов деформации определяют адгезию одним из принятых статических методов 0 0 1 Fи сравнивают прочность связи до и после утомления, определяя, та ким образом, 0 0 1 Fвеличину уменьшения адгезии в результате воздей ствия циклической нагрузки[6]. Велико значение динамических методов измерения адгезии в некоторых клеевых 0 0 1 Fсоединениях металлов, резин, резин с метал лами и кордом. Динамические испытания 0 0 1 F 0 0 1 Fклеевых со единений металлов проводят при сдвиге, неравномерном и равно мерном отрыве. 0 0 1 FПри измерении усталостной прочности с помощью неравномер ного отрыва для 0 0 1 Fклеевых соединений рекомендуются образцы, по казанные на рис.2,а. Усталостные 0 0 1 Fиспытания соединений ме таллов при сдвиге проводят на образцах, соединенных внахлестку (см. рис. 8, а), или на образцах, имеющих форму параллелепипеда, 0 0 1 F 0 0 1 Fобразо ванного двумя параллельными металличе скими пластинками, промежуток между которыми заполнен резиной. Для усталостных испытаний соединений металлов 0 0 1 Fпри равномерном отрыве используют об разцы, склеенные встык (см. рис. 4). Машины, применяемые для усталостных испытаний, должны обеспечивать нагружение с частотой 500—3000 циклов в 1 мин. Определение динамической прочности связи двух резин, а также резин со слоями корда может быть проведено на образцах различной формы. Можно 0 0 1 Fосущест вить при многократном сжатии и сдвиге различные синусоидальные 0 0 1 Fдинамические режимы: постоянство динамической на грузки, постоянство деформации, 0 0 1 Fпостоянство произведения ампли туд силы и смещения. Во всех случаях на границе 0 0 1 F 0 0 1 Fмежду рези нами возникают касательные напряжения, достигающие макси мума при 0 0 1 Fрасположении плоскости стыка под углом 45°. Приме нение цилиндрических образцов 0 0 1 Fблагоприятствует более равномер ному распределению напряжений. Условия испытаний 0 0 1 Fварьируются в зависимости от типов применяемых резин, разме ров и формы образцов. Частота нагружений колеблется от 250 до 850 циклов в 1 мин[6]. 0 0 1 F 0 0 1 F 0 0 1 FРис. 15. Схема из мерения динамической прочности связи единич ной нити корда с рези ной при многократном сжатии образца: 1— резина; 2—кордная нить; -3 — направляющий ролик; 4 -груз (1-2кГ). Известны методы определения прочности связи единичной нити корда с резиной в динамических условиях. В этих случаях удается нагружать не только образец в целом, но и отдельную нить и точно задавать основные параметры режима. Описан, например, метод многократных деформаций изгиба на роликах резиновой пластины с завулканизованными в нее нитями корда. После утомления измеряли прочность связи выдергиванием нити (по типу Н-метода). Широкое распространение получил метод 0 01 Fмногократ ного изгиба цилиндрического образца, по оси которого проходит 0 0 1 Fкордная нить, выдергиваемая после утомления. Аналогичный ме тод испытания применяется и у нас: цилиндрические образцы с кордной нитью по диаметру среднего сечения подвергаются многократному сжатию до отслоения и выдергивания нити (рис.15). 0 0 1 FДинамическое разнашивание резины не наблю дается в гантелевидных образцах, укрепляемых в специальных держателях, так как в этих случаях образцы подвергаются знакопеременным деформациям растяжения — сжатия. 3.3. Характер разрушения адгезионных соединений Любая система адгезив — субстрат характеризуется не только величиной адгезии, 0 0 1 Fно и типом нарушения связи между компонен тами, т. е. характером разрушения. Вопрос 0 0 1 Fо характере разруше ния имеет не только теоретический, но и большой практический интерес. Только зная слабые звенья системы, можно искать пути повышения ее 0 0 1 Fработоспособности. Общепринятым является сле дующая классификация видов разрушений: адгезионное (адгезив целиком отделяется от субстрата), когезионное (разрыв 0 0 1 Fпроисхо дит по массиву адгезива или субстрата), смешанное (происходит частичное отделение адгезива от субстрата, частичное разрушение субстрата и частичное разрушение адгезива). Все перечисленные виды разрушений схематически представлены на рис.16. Рис. 16. Виды разрушений адгезионных соединений: а- адгезионное; б, в- когезионное; г- смешанное; 1- адгезив; 2- субстрат. Однако вопрос о классификации оказывается не таким уже простым. Адгезив можно представить состоящим по крайней мере из трех слоев: тончайшего 0 0 1 Fориентированного слоя на поверхности суб страта, промежуточного слоя, где влияние 0 0 1 Fсилового поля поверх ности субстрата оказывается значительно ослабленным и, наконец, основной массы адгезива, где влияние поверхности субстрата практически не ощущается. Поэтому следует иметь в виду, что разрыв может произойти по границе между ориентированным и переходным слоем или по основной массе адгезива. В последнее 0 0 1 Fвремя многие исследователи высказывали мысль о том, что чис того адгезионного разрушения вообще не может быть. Тот вид разрушения, который обычно воспринимается 0 0 1 Fкак адгезионный, в действительности не является та ковым, а представляет собой 0 0 1 F 0 0 1 Fраз рушение по слою адгезива, непо средственно примыкающему к поверхности 0 0 1 Fсубстрата. В соот ветствии с этими соображениями адгезионным расслаиванием 0 0 1 F 0 0 1 F 0 0 1 Fсле дует считать такое разрушение, ко торое происходит в ориентирован ном слое 0 0 1 Fадгезии вблизи поверхно сти субстрата. Толщина этого слоя адгезива, на который 0 0 1 F 0 0 1 F 0 0 1 Fпрости рается влияние силового поля суб страта, зависит от характера суб страта, 0 0 1 Fусловий формирования кон такта и других факторов. Однако эта точка зрения разделяется не всеми. Если и не по всей площади контакта, то во всяком случае на отдельных участках адгезив может полностью отделиться от субстрата, не оставив на подложке никаких следов. Особенно вероятен такой исход, когда адгезив плохо смачивает 0 0 1 Fсубстрат и на границе кон такта остаются пузырьки воздуха и другие дефекты, 0 0 1 Fослабляющие систему. Кроме того, далеко не всегда адгезив наносится на суб страт в виде раствора. Иногда это может быть вязко-текучая масса или пластичный материал. 0 0 1 FТрудно ожидать в этих условиях образо вания хорошо ориентированного слоя на твердой поверхности[6]. 0 0 1 Fпо лимерами. Между поверхностью металла, покрытой гидратированной окисной пленкой, и функциональными группами полимеров могут возникать различные химические связи. Эпоксидные смолы с поверхностью металла реагируют по схеме: Известно что окисные пленки на таких металлах, как алюминий, цинк и олово весьма компактны, прочны, имеют небольшую толщину, отличаются хорошими защитными свойствами и хорошей сцепляемостью с металлом. Окисные пленки на меди, 0 0 1 Fнаоборот, отличаются большой толщи ной, значительным количеством дефектов и слабой связью с металлом. Поэтому влияние окисных пленок на металлах приводит к разным результатам адгезии. В связи с эти применяют различные способы химической обработки поверхности металлов. 0 0 1 FЭксперименты по склеиванию металлов поли мерными адгезивами, нанесению на 0 0 1 Fметаллы лакокрасочных, элек троизоляционных и других покрытий свидетельствует о 0 0 1 Fтом, что долговечность связи полимер — металл зависит во многих слу чаях от таких 0 0 1 Fсвойств полимеров, как термостойкость, коэф фициент теплового расширения, влагостойкость, озоностойкость, морозостойкость, прочность, модуль упругости и др. Чем 0 0 1 Fменьше различие коэффициентов теплового расширения полимера и метал ла, тем устойчивее оказывается адгезионное соединение полимер — металл к воздействию 0 0 1 F 0 0 1 Fвысоких температур. Напря жения, возникающие в процессе фор мирования клеевых 0 0 1 F 0 0 1 Fсоединений и по крытий, также влияют на долговеч ность связи полимер—субстрат[6]. 4.2. Адгезия эпоксидных смол к стеклу В разделе будет рассмотрена адгезия эпоксидных смол к силикатному стеклу, основным компонентом которого является SiO2. Тетрайдеры кремнийкислородной сетки силикатного стекла содержат также окислы одно-, двух- и трёхвалентных металлов. С тетрайдерами кремнийкислородной сетки структурно связаны поверхностные гидроксильные группы. Кроме гидроксильных групп на поверхности стекла имеется слой сорбированной влаги, достигающий большой величины – порядка сотен ангстрем. Эта влага с трудом удаляется в вакууме при нагревании до 400-500 оС. Схематически поверхность стекла может быть изображена следующим образом: Учитывая эти особенности, следует ожидать, что высокой адгезией к стеклу обладают полимеры содержащие полярные группы, способные к образованию водородных связей с поверхностными гидроксилами, а также к ион-дипольному, и особенно химическому взаимодействию. Эпоксидные группы взаимодействуют с поверхностью стекла по следующей схеме: Вследствие этого у эпоксидных смол к силикатному стеклу наблюдается высокая адгезия 300-370 кГ/см2 при сдвиге[6]. 4.3. Адгезия эпоксидных смол к волокнам При определении адгезионной прочности системы волокно - полимер из всех видов 0 0 1 Fмеханических испытаний можно осуще ствить только сдвиг или кручение. Использовать 0 0 1 Fдля определе ния адгезионной прочности в подобных системах метод отрыва не удается, 0 0 1 Fтак как определить адгезионную прочность при от рыве волокон, склеенных в торец, практически невозможно, а при отрыве волокон, склеенных крест-накрест, невозможно с достаточной точностью определить площадь контакта. Измерение адгезионной прочности при кручении распространения не получило. Для определения прочности соединений полимеров с волокнами практически всегда используют образцы, 0 01 Fизобра женные на рис.17. Рис. 17 0 0 1 F. Образцы для определения сдвиговой адгезионной прочности в со единениях полимеров с волокнами: 1 - волокно диаметром d; 2 - слой полимер толщиной l 0 0 1 FАдгезионное соединение возникает на по верхности волокна, погруженного в слой адгезива. Геометрия соединения характеризуется длиной l, определяемой толщиной слоя полимера, и площадью S = F 07 0 dl, где d - диаметр волокна. (Величину S можно называть также площадью контакта). При разрушении образцов измеряют силу F, необходимую для 0 0 1 Fвы дергивания волокна из слоя адгезива, т. е. определяют сдвиговую адгезионную прочность. Адгезионную прочность каждого испытанного образца рассчитывают по формуле (2) Весьма важным является вопрос о том, каков смысл определяемого с помощью 0 0 1 Fэтой формулы значения адгезионной проч ности. Для строгого выполнения формулы (2) и соответственно, для получения «безусловного» значения F 07 4 необходимо, чтобы: 1)сечение волокна было круглым; 2) диаметр погруженного в матрицу участка волокна — 0 0 1 Fпостоян ным; 3) волокно равномерно (без нарушения сплошности) было покрыто 0 0 1 Fполимером; 4) видимая и истинная площади соприкос новения волокна и полимера были одинаковы; 5) касательные напряжения на границе раздела между связующим и волокном были распределены равномерно[7]. Предположение о равномерном распределении напряжений в соединениях полимеров с волокнами, как правило, не 0 01 Fвыпол няется, и уже 0 0 1 Fпоэтому значение адгезионной прочности, опре деляемое делением силы на площадь, характеризует некоторое усредненное значение F 07 4 и по этой причине является величиной условной, как и большинство величин, используемых для оценки прочности. Адгезия эпоксидных матриц к углеродным волокнам 0 0 1 FУглепластики — полимерные композиционные материалы на ос нове углеродных волокон. Обладают комплексом ценных свойств: сочетанием очень высокой жесткости, прочности и термостойкости с малой плотностью. В то же время известно, что углепластики обладают низкой прочностью при сдвиге. Часто это связывают с плохой адгезией связующих к поверхности углеродных волокон, поэтому определение прочности 0 0 1 Fсцепления полимеров с поверх ностью этих волокон представляет особый интерес. 0 0 1 FПро ведение таких опытов сопряжено с большими трудностями, прежде всего из- за малого диаметра волокон и их повышенной хрупкости. При этом сложно получить 0 0 1 Fсоединения таких разме ров, чтобы разрушение было адгезионным. В опытах с углеродными волокнами наряду с адгезионно разрушившимся образцами имеется большое 0 0 1 Fчисло образцов, ко торые при приложении внешней нагрузки разрушаются по волокну, т. 0 0 1 Fе. когезионно. Однако при тщательно проведенном экс перименте и для этих очень хрупких волокон можно добиться хорошей воспроизводимости результатов[7]. В измерениях подложкой служили английские углеродные волокна Модмор-2 и отечественные на основе полиакрилонитрила. Сечение этих волокон практически круглое, 0 0 1 Fчто значительно упрощает расчет адгезионной проч ности и вносит меньшую погрешность в определение значения F 07 40. Механические характеристики волокон приведены ниже: dcр мкм F 0 7 3 ГПа E ГПа Углеродное (Модмор-2) Борное ВНИИВЛОН SiC 9 100 13 100 3,0 2,0 4,0 2,3 250 400 130 550 При производстве углепластиков широко используются различные эпоксидные 0 0 1 Fматрицы, а также связующие с повышенной теплостойкостью. Ниже приве дены данные об адгезионной прочности ( F 07 4 0 0 1 F0, МПа) при взаимо действии термореактивных связующих с углеродными волокнами Модмор-2 и (для сравнения) с бесщелочными стеклянными диаметром 9 мкм (S = 6 F 0D 710-3 мм2): Углеродное волокно Стеклянное волокно Эпоксидиановое ЭДТ-10 Эпоксифенольное 5-211 Эпокситрифенольное ЭТФ Эпоксидные циклоалифатические 41,5 41,0 43,0 40,5-43,0 40,0 41,0 Видно, что исследованные связующие обладают высокой адгезией к углеродным волокнам и значения адгезионной прочности близки. Поверхность волокон Модмор-2 0 0 1 Fобычно покрыта замасливателем. Поэтому кажется весь ма вероятным, что разрушение 0 0 1 Fпроисходит не по границе раз дела, а по слою нанесенного замасливателя. При этом 0 0 1 F 0 0 1 Fестествен но, что значения адгезионной прочности для различных компози ций практически не различаются. Косвенным подтверждением такого предположения служат результаты изучения адгезии тех же олигомеров к чистой огнеполированной поверхности непосредственно вытянутых из печи стеклянных волокон и к волокнам бора: в этом случае величина τ0 существенно меняется. Известно, что для увеличения прочности углепластика при межслоевом сдвиге часто используют различные способы окислительной обработки наполнителя: окисление горячим воздухом, обработка озоном, электрохимическая активация методом анодного 0 0 1 Fокисле ния. Кроме того, поверхность углеродных волокон обрабатывают специальными аппретами[7]. 0 0 1 FРассмотрим влияние обработки поверхности углеродных во локон на межфазное взаимодействие для волокон на основе полиакрилонитрила. Адгезионная прочность при 0 0 1 Fвзаимодей ствии связующих с этими волокнами, если их поверхность не подвергнута химической обработке, невысока: n F 0 7 4 n F 0 7 3 F 0 7 40 МПа Эпоксидиановое ЭДТ-10 32 54 44,3 Эпоксиноволачная 31 44 39,0 Хлорсодержащее Эпоксидное 59 35 27,5 Адгезионная прочность в этом случае существенно ниже, чем при взаимодействии со стеклянными волокнами. Например, для связующего ЭДТ-10 значение F 07 4о при 0 0 1 Fвзаимодействии со стеклян ными волокнами (при одной и той же геометрии соединения) равно 55 МПа. 0 0 1 FАктивирование поверхности волокон окислительной электро химической обработкой приводит к существенному повышению прочности на границе раздела. Это, 0 0 1 Fпрежде всего, проявляется в том, что при сохранении геометрии соединения рез ко 0 0 1 Fвозрастает число образцов, разрушаю щихся по волокну. Поэтому требуется значительно уменьшить среднюю площадь; успешно определить значение F 07 4о удается лишь при Scp= (1,5-2) F 0D 710-3 мм2 0 0 1 F. Влияние обра ботки поверхности на адгезионную прочность (S = 2 F 0 D 710-3 мм2) иллюстрируют следующие данные: Прочность волокон, Мпа F 07 40 МПа РИС. 19 0 0 1 F. Зависимость адгезионной прочности системы борные волокна диа метром 100 мкм— эпоксидное связующее (1—ЭДТ-10, 2—УП-2130, 3— ДГЭР) от площади соединения 0 0 1 FРИС. 24. Зависимость адгезионной прочности системы борное волокно диа метром 100 мкм — эпоксиполиизоцианатное связующее (1) и прочности боропластика при изгибе (2) от времени травления волокон в азотной кислоте Ниже приведены значения прочности сцепления (S=0,15мм2) с поверхностью борных волокон (d=100 мкм) эпоксидиановых и эпоксирезорциновых связующих (см. также рис. 19): Режим отверждения t ч Т F 0B 0С F 0 7 40 Мпа Эпоксидиановое ЭДТ-10 8 160 96,0 Эпоксирезорциновое Диглицидиловый эфир эпоксирезорцина 7 10 120 140 100,0 100,0 Значения F 07 40 для диановых и резорциновых эпоксидных смол различаются мало (так же, как для соединений с углеродными, стеклянными и стальными волокнами). Адгезионная прочность эпоксирезорцинового связующего на основе смолы УП-637 заметно меняется при замене отвердителя (табл. 5), причем весьма высокие значения F 07 40 получаются при отверждении эпоксирезорциновых олигомеров аминосульфонами. Из таблицы следует также, что характер изменения адгезионной прочности при замене 0 0 1 Fотвердителя не зависит от природы на полнителя (борное волокно, стальная проволока) [7]. Таблица 5 Влияние природы отвердителя на прочность сцепления эпоксирезорцинового связующего на основе УП-637 с борными и стальными волокнами [7] 0 0 1 FВ работе исследована адгезионная прочность эпокси резорциновых связующих (на 0 0 1 Fоснове смолы УП-637) с понижен ной температурой отверждения. Состав композиций варьировали за счет изменения соотношения активного разбавителя (ДЭГ-1), ускорителя (УП-606/2) и отвердителя (З,З` Дихлор 4,4`-диамино-дифенилметан). Образцы термообрабатывали 2 ч при 50 °С и 6 ч при 80 °С. Такой режим обеспечил высокую 0 0 1 Fстепень отверж дения: содержание гель-фракции (определенное по экстракции в ацетоне) 0 0 1 Fво всех композициях равнялось 93—96%. Получен ные результаты приведены в табл. 6. Видно, что большинство композиций работоспособно до 60 °С, причем значения F 07 4о 0 0 1 Fсоизмеримы с прочностью сцепления с волокнами эпоксидных свя зующих горячего отверждения. Таблица 6 Температура стеклования эпоксирезорциновых композиций, отвержденных при пониженной температуре, и их прочность сцепления с борными волокнами диаметром 100 мкм (S = 0,2 мм2) [7] Адгезия полимерных матриц к волокнам карбида кремния 0 0 1 FИз полимерных композиционных материалов, содержащих высо комодульные волокна, наименее изучены композиты на основе непрерывных волокон карбида кремния, 0 0 1 Fхотя эти материалы об ладают рядом ценных свойств. Механические свойства эпоксидных композитов, армированных волокнами бора и карбида кремния, приблизительно одинаковы, а термоокислительная стабильность выше у материалов, 0 0 1 Fнапол ненных волокнами SiC. 0 0 1 FВ качестве связующих ис пользовали эпоксидную композицию ЭДТ-10 и К-21, обладающую хорошими технологическими свойствами и пригодную для изготовления 0 0 1 Fкомпозитов методом намотки. Оказа лось, что при взаимодействии этих связующих с волокнами SiC значения F 07 4 сравнимы со значениями адгезионной прочности при 0 0 1 Fвзаимодействии со стальными и бор ными волокнами. Адгезионная прочность при 0 0 1 Fиспользова нии связующего К-21 несколько ниже, чем в случае ЭДТ-10. Это наблюдается и при взаимодействии с волокнами SiC 0 01 F, и при взаи модействии со стальной проволокой. Для улучшения сцепления волокон SiC со связующими используют различные способы модификации поверхности — окисление, аппретирование. Исследовано как 0 0 1 Fвлияет на адгезионную проч ность системы эпоксидная матрица—волокно SiC обработка волокон в газоразрядной плазме. Обработка в плазме ВЧР увеличивает адгезионную прочность. Для волокон, обработанных 0 0 1 Fв течение 15 мин, значе ния F 0 7 4о увеличиваются с 58 до 90 МПа (при S= 0,2 мм2), т. е. на 0 0 1 F50%. Наблюдаемое увеличение адгезионной прочности после обра ботки волокон в 0 0 1 Fплазме, связано с образова нием реакционноспособных групп на поверхности карбида 0 0 1 Fкрем ния. В условиях экспериментов комплексное действие активных составляющих плазмы ВЧР — ионов (с энергией F 0B B 0 0 1 F50эВ), элек тронов, возбужденных частиц, электромагнитного излучения — вполне может обеспечивать образование на поверхности волокон SiC реакционноспособных центров и функциональных групп, таких как ОН, Nh3 и др., которые могут образовывать прочные (химические) связи между эпоксидными 0 0 1 Fсвязующими и карби дом кремния[7]. 5. Растровая электронная микроскопия как метод

Круглый стол: Адгезионные добавки

Адгезионные добавки03.10.2018

Источник: Круглый стол: Адгезионные добавки (Мир дорог №108, с. 66-68) Скачать в pdf-формате »

КАКИЕ АДГЕЗИОННЫЕ ДОБАВКИ ДЛЯ ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ ПРЕДЛАГАЕТ ВАША КОМПАНИЯ НА РОССИЙСКОМ РЫНКЕ?

Н.В. Дементьев (ГК «Коррус-Тех») Наша компания является официальным представителем итальянской фабрики Star Asphalt в России и СНГ. Фабрика Star Asphalt занимается производством дорожно-строительной и строительной химии и является одним из мировых лидеров в сфере производства химических добавок для дорожного строительства.

Она выпускает широчайший ассортимент добавок и, конечно же, адгезионные добавки являются одним из основных продуктов. Star Asphalt производит как традиционные адгезионные добавки, имеющие амидную либо фосфорную основу, так и инновационные, на основе силановых кремнийорганических соединений. Большой выбор добавок позволяет подобрать наиболее подходящий усилитель адгезии к любому каменному материалу, как к кислым минералам (гранит, кварцит, песчаник), так и к основным (мрамор, известняк, базальт, габбро-диабаз).

Причем, помимо добавок, которые наиболее эффективно взаимодействуют с конкретными типами инертных материалов, фабрика производит ряд универсальных добавок, эффективность адгезии которых зависит лишь от небольших изменений их дозировки и от качества битума. Вся линейка адгезионных добавок STARDOPE обеспечивает долговечную адгезию, что подтверждается лабораторными тестами как битума с щебнем, так и асфальтобетона, при испытании которого добавки показывают повышение влагостойкости при длительном водонасыщении. Адгезионные добавки фабрики Star Asphalt имеют торговое название STARDOPE, и отличаются в первую очередь тем, что все они термостабилыные, а значит, предварительно могут быть добавлены непосредственно в емкости для хранения битума до начала производства асфальта. Стоит отметить, что термостабильность адгезионных добавок не ограничена по времени, а значит, производитель асфальта может не переживать о времени и не беспокоиться о необходимости израсходовать всю емкость битума с предварительно размешанной в ней адгезионной добавкой.

Присутствие добавок STARDOPE в асфальте обеспечивает наилучшую связь между битумом и инертными материалами, показывая эффективность адгезии не ниже 4-5 баллов, и, как следствие, увеличивает устойчивость к деформациям конечного продукта — асфальта. Новое поколение силановых добавок STARDOPE 500-Й серии отличается от традиционных добавок в первую очередь тем, что они образуют в разы большее количество химических связей между битумом и поверхностью инертных материалов. Таким образом, адгезия получается более прочной и, что самое главное, более долговечной, улучшая различные показатели асфальта — например, водостойкость. Кремнийорганические соединения отличаются высокой эффективностью, что позволяет добавке STARDOPE510, самой концентрированной добавке силановой серии, обеспечивать отличное покрытие каменного материала и долговечную адгезию при дозировке в 10 раз меньше, чем у всех остальных адгезионных добавок. STARDOPE510 дозируется от 0.01% до 0.05% от массы битума. При осуществлении подбора адгезионной добавки наша компания рекомендует испытывать, как добавки, наиболее подходящие к конкретной породе инертных, так и универсальные. Такой метод позволит найти оптимальное решение с точки зрения экономии, ведь большое влияние на затраты оказывает дозировка, а не стоимость добавки за килограмм, а точнее говоря — стоимость за килограмм с учетом дозировки.

Г.Л. Ижорин (ОАО «Котласский химическим завод») Котласский химический завод выпускает для дорожной отрасли:

  • «Азол1002», термостойкое поверхностно-активное вещество (ПАВ) катионного типа на основе амидоаминов и имидазолинов жирных кислот. Улучшает адгезию вяжущего к кислым и основным материалам в составе асфальтобетонной смеси (4 й класс опасности). Благодаря жидкой форме обеспечивается удобство применения «Азол1002», а также возможность автоматизированного дозирования в битум.
  • «Азол1003», поверхностно-активное вещество (ПАВ) амфолитного типа природного происхождения, улучшает адгезию вяжущего к каменным материалам из кислых и основных горных пород и их смесям (щебень из гравия). «Азол1003» не токсичен, относится к малоопасным веществам (4-й класс опасности), пригоден для автоматизированного дозирования в битум.
  • Адгезионную добавку «Азол1004», которая представляет собой поверхностно-активное вещество (ПАВ) анионного типа на основе природных продуктов и химических добавок (4-й класс опасности). Применяется для улучшения адгезии битумных и полимерно-битумных вяжущих к минеральной части асфальтобетонных смесей, приготавливаемых на основных горных породах в дорожном строительстве. Жидкая, пригодна для автоматизированного дозирования в битум.

Э.А. Сандлер (ООО «Предприятие «Дорос») Предприятие «Дорос» производит адгезионные добавки для дорожных битумов «Дорос-АП» и «Дорос-АП э». Они разной химической природы и разной эффективности. Но при этом универсальны: при дозировках от 0.3 до 0.6% на битум обеспечивают максимальное сцепление битума как с основными, так и с кислыми каменными материалами. Кроме того, производится адгезионная добавка для теплого асфальта «Дорос-АП, марка Т» и адгезионная добавка для битума и ПБВ «Дорос-АТ», которая не теряет своих адгезионных свойств в битуме при температуре выше 200 °С в течение 7 суток.

С.Д. Черемисинов (ООО «АМДОР») Группа компаний «Амдор» поставляет свою продукцию не только на российский рынок, но и в страны Евросоюза и страны СНГ. Сегодня в линейке наших продуктов присутствуют хорошо зарекомендовавшие себя торговые марки «Амдор-9» и «Амдор-10» катионного тина; кислотно-полимерная термостабильная добавка марки «Амдор-20Т»; специализированная добавка с адгезионными свойствами для производства «теплых» асфальтобетонных смесей марки «Амдор-ТС-1». Все перечисленные продукты имеют согласование в ФДА «Росавтодор» и в ГК «Автодор».

КАКИМ ОБРАЗОМ ДОЛЖНА УСТАНАВЛИВАТЬСЯ ОПТИМАЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ АДГЕЗИОННЫХ ДОБАВОК В ДОРОЖНОМ БИТУМЕ? КАК ДОЛЖЕН БЫТЬ ОРГАНИЗОВАН ПРОЦЕСС ВВОДА АДГЕЗИОННОЙ ДОБАВКИ В БИТУМ?

Н.В. Дементьев (ГК «Коррус-Тех») Оптимальная концентрация адгезионных добавок в дорожном битуме устанавливается исключительно в лабораторных условиях. Для этого проводится ряд испытаний, показывающих силу и прочность адгезии битума к каменному материалу. В зависимости от оснащенности, лаборатории провод и различные испытания на адгезию, как но отечественным методикам, так и, в ряде дорожно-строительных компаний, по европейским методикам. При этом образцы испытывают с различными дозировками, чтобы определить наименьшую дозировку при требуемой эффективности работы добавки.

В процессе проведения лабораторных испытаний крайне важным является точность дозирования адгезива и соблюдение равных условий для различных образцов, ведь в производственных масштабах небольшая разница в дозировке влечет за собой существенное удорожание, что особенно актуально в современных условиях. Соответственно, при производстве асфальтобетонных смесей не менее важно соблюдать точность дозирования, чтобы избежать перерасхода добавки и лишних трат или, в случае недостаточного содержания добавки в смеси, потери качества. Процесс ввода адгезионной добавки в битум может быть организован двумя способами: в смеситель асфальтобетонного завода либо в битумную емкость.

На большинстве современных АБЗ существует специальная линия ввода жидких добавок в смеситель, которая чаще всего используется именно для ввода адгезионных присадок. Такая система позволяет обеспечить наиболее точную дозировку, а также, что немаловажно, равномерность её содержания в смеси. Второй способ подразумевает предварительное размешивание требуемого количества добавки в многотонной битумной емкости для дальнейшего производства асфальта. Данный способ на сегодняшний день превалирует среди Российских дорожников, так как дозирующие системы есть далеко не на каждом АБЗ. Для перемешивания адгезионных добавок в емкостях с исходным битумом крайне важным является характеристика термостабилыности. Зачастую не весь объем битума с размешанной добавкой идет на производство асфальта, и какая-то часть остается в емкости долгое время при поддерживаемой высокой температуре. Адгезионная добавка при этом должна сохранять свои характеристики, причем желательно на протяжении долгого времени. Термостабилыюсть адгезионных добавок Star Asphalt не ограничена по времени, а значит — производитель асфальта может не переживать о времени и не беспокоиться о необходимости израсходовать всю емкость битума.

Г.Л. Ижорин (ОАО «Котласский химическим завод») Оптимальная концентрация адгезионных добавок в дорожном битуме подбирается в дорожной лаборатории в зависимости от минералогического состава минеральной части асфальтобетонной смеси и количества добавки для обеспечения с некоторым запасом требуемого уровня адгезии. Адгезионная добавка должна обеспечивать требуемый уровень водостойкости и длительной водостойкости в соответствии с действующими требованиями нормативно-технической документации и проекта.

Дозирование «в ручную» ведрами в расходную емкость и перемешивание циркуляционным насосом должны остаться в прошлом. Котласский химический завод выпускает для дозирования жидких адгезионных добавок установку УАД1000М, которая легко встраивается в битумную линию и цепи управления отечественных и импортных асфальтобетонных заводов.

Установка УАД-1000М состоит из теплоизолированной емкости для адгезионной добавки с системой подогрева насосной станции, пульта управления с комплектом кабелей, узла форсунки для впрыска добавок (присадок) в битумную линию и насоса для закачивания адгезионной добавки из бочек в емкость. Адгезионная добавка хранится в установке в подогретом виде и всегда готова к применению. Для облегчения процесса перекачивания адгезионных добавок в весенний и осенний периоды, выпускается электрический подогреватель бочек НБ-6 для быстрого разогрева адгезионных добавок, разлитых в стальные бочки по ГОСТ 13950-91 или другие, диаметр дна которых больше 550 мм. При использовании НБ-6 происходит интенсивный разогрев и перемешивание продукта в бочке конвективными потоками.

Э.А. Сандлер (ООО «Предприятие «Дорос») По нашему опыту, для каждой адгезионной добавки действительно необходимо подобрать оптимальную концентрацию, поскольку ниже и выше неё сцепление битума с каменными материалами хуже. Для этого в лаборатории пробуются разные дозировки добавок в битуме, проверяется его адгезия к каменному материалу по ГОСТ 11508-74, метод А (пассивное сцепление) и выбирается лучший результат. Ввод адгезионной добавки на АБЗ лучше всего осуществлять непосредственно в асфальтосмеситель с помощью специального дозировочного устройства. При этом будет обеспечена ее максимальная эффективность, поскольку время контакта добавки с горячим битумом будет минимальным, и добавка не успеет израсходоваться в результате химических реакций с компонентами битума (например, с кислотами, полученными при его получении в процессе окисления гудрона). При отсутствии на АБЗ дозировочного устройства можно подавать расчетное количество добавки в расходную емкость с горячим битумом при температуре 140-150°С непосредственно перед использованием битума для приготовления асфальтобетонной смеси. Добавка из бочки по сифону подается на прием битумной станции вместе с потоком битума. Подсос добавки обеспечивается за счет разряжения, которое создается в линии приема после не полностью открытого крана. Поток битума с присадкой подается насосом обратно в расходную емкость. При этом должна быть обеспечена хорошая циркуляция битума в емкости одним или двумя насосами.

С.Д. Черемисинов (ООО «АМДОР») Если дорожно-строительная организация считает деньги, то в XXI веке адгезионная добавка должна вводиться только с помощью специальных установок в трубопровод битума перед введением в асфальтосмесительный узел, иначе эффективность ее использования заметно падает.

Оптималыная концентрация добавки должна устанавливаться только на основании проведенных лабораторных работ по подбору добавки к конкретным используемым материалам — битуму и каменному материалу. Оптимальным считается минимальное количество добавки, позволяющее производить асфальтобетонные смеси в соответствии с нормативной документацией по следующим показателям:

  • сцепление с поверхностью каменного материала (адгезия),
  • водонасыщение,
  • коэффициент водостойкости после длительного водонасыщения.

Новые требования к асфальтобетонным смесям, введенные ПНСТ 183 и ПНСТ 184,а также ПНСТ по объемному проектированию предъявляют еще более завышенные требования к адгезии.

Мы в своей лаборатории постоянно занимаемся совершенствованием продуктов, работаем с нашими клиентами по подбору оптимального содержания добавок. Но если задача заключается в увеличении сроков эксплуатации покрытий, то указанные показатели асфальтобетонных покрытий можно ещё улучшить, увеличив расход адгезионных добавок, но при этом следует учитывать изменения свойств битумного вяжущего.

В ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЯХ К АДГЕЗИОННЫМ ДОБАВКАМ ОБЫЧНО НЕ УКАЗЫВАЕТСЯ СТЕПЕНЬ ИХ ВЛИЯНИЯ НА СТАРЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ В БИТУМОМИНЕРАЛЬНЫХ СМЕСЯХ. КАК В ЭТОЙ СВЯЗИ ВЫ ОТНОСИТЕСЬ К МЕТОДИЧЕСКИМ РЕКОМЕНДАЦИЯМ ПО ПОДБОРУ СОСТАВОВ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ С УЧЕТОМ ТАКОГО ВЛИЯНИЯ, ПРИВЕДЕННЫХ, НАПРИМЕР В ОДМ 218.3.021-2011? ПРОВОДИТЕ ЛИ ИСПЫТАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ К СТАРЕНИЮ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ С АДГЕЗИОННЫМИ ДОБАВКАМИ?

Н.В. Дементьев (ГК «Коррус-Тех») Степень влияния адгезионных добавок на старение органических вяжущих в битумоминератьных смесях обычно не указывается в технических требованиях к добавкам, так как этот параметр является косвенным показателем, который зависит не только от самой добавки, но и, в гораздо большей степени, от качества битума, от количества его нагревов и остываний перед его применением в составе асфальтобетонных смесей. В соответствии с ОДМ 218.3.021-2011, устойчиваость битумов с адгезионными добавками к старению рекомендуется определять по изменению показателей их физико-механических свойств — растяжимости и условной вязкости после прогрева. В данной методике речь идет в первую очередь о физико-химических и физико-механических свойствах самого битума после проведения определенных испытаний. Адгезионная добавка не меняет кардинально физико-химических характеристик битума она насыщает частицы битума элементами, которые позволяют образовывать более прочные химические связи при контакте битума с поверхностью камня. Данная методика позволяет скорее определить качество и старение самого битума, чем влияние присутствия адгезионных добавок в нем.

На наш взгляд, гораздо более важным параметром является эффективность работы адгезионной добавки после тестов направленных на искусственное старение битума, которые показывают работоспособность добавок в условиях, более приближенных к эксплуатационным. Старение битума в составе битумоминеральных смесей является многофакторным показателем, на который присутствие той или иной адгезионной добавки в составе может влиять лишь косвенно.

Наша компания не проводит испытания но определению устойчивости к старению асфальтобетонов с адгезионными добавками. Все испытания, позволяющие определить характеристики и качество производимых добавок, проводит фабрика Star Asphalt в Италии, руководствуясь Европейскими методиками испытаний, которые, на наш взгляд на данный момент совершенней отечественных методик и позволяют более точно определить ту или иную характеристику и подойти шире и качественнее к определению их влияния на битум и асфальтобетонные смеси.

Г.Л. Ижорин (ОАО «Котласский химическим завод») После появления предварительных национальных стандартов в области испытаний битумов на старение и соответствующих приборов для исследования старения вяжущих ОАО «Котласский химический завод» проводил испытания в сертифицированной лаборатории. Адгезионные добавки «Азол1002», «Азол1003» и «Азол1004» в дозировках, рекомендованных для применения, показали некоторое замедление старения битума хотя от 0,5 до 0,7% добавки трудно ожидать какого-то значительного эффекта. Если адгезионная добавка будет в значительной мере реагировать с кислородом, защищая тем самым битум от окисления, то такая добавка очень скоро потеряет свои адгезионные свойства.

Устойчивость битума с адгезионными добавками к старению в значительной мере зависит от свойств конкретного битума, а в меньшей степени от свойств добавки.

Э.А. Сандлер (ООО «Предприятие «Дорос») Старение битума как такового, а также в составе асфальтобетонных смесей — достаточно важный показатель влияющий на качество асфальтобетона. И хорошо, что предлагаются методы испытаний, помогающие оценить устойчивость к старению битумов с адгезионными добавками.

В свое время такие испытания с участием адгезионных добавок нашего предприятия проводились в лабораториях некоторых дорожно строительных организаций. В результате выяснилось, что в присутствии наших адгезионных добавок процессы старения как битума, так и образцов асфальтобетона не ускоряются, а в некоторых случаях даже замедляются. Поэтому при воспроизводимости технологического процесса производства адгезионных добавок, обеспеченной постоянством качества сырья, нет необходимости проводить регулярные испытания по влиянию добавок на процессы старения битума

С.Д. Черемисинов (ООО «АМДОР») В указанном ОДМ правильно приведены рекомендации по выбору добавок. Сейчас большинство дорожных организаций по-прежнему делают выводы об эффективности добавки но визуальной оценке после кипячения образцов. Но наука не стоит на месте и сегодня доказано, что при прогнозировании долговечности дорожных покрытий в первую очередь необходимо учитывать старение вяжущего. Правильно подобранная добавка в оптимальной концентрации должна не только обеспечить хороший адгезионный эффект, но и замедлить интенсивность старения битума. Степень старения следует оценивать по многим показателям — но изменению темпе-ратуры размягчения, динамической вязкости, растяжимости посте старения в RTFOT. Именно с учетом этих требований мы и предлагаем дорожникам свои адгезионные добавки.

ОЦЕНИВАЕТЕ ЛИ ВЫ ПОКАЗАТЕЛИ ПО АДГЕЗИИ И ВОДОСТОЙКОСТИ ВАШИХ ДОБАВОК ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ВОДОНАСЫЩЕНИИ? КАКИМИ СТАНДАРТАМИ РУКОВОДСТВУЕТЕСЬ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЭТИХ И ДРУГИХ ПАРАМЕТРОВ, ВАЖНЫХ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ? КАК ДЛЯ СЕБЯ ОБЪЯСНЯЕТЕ ОТСУТСТВИЕ КАКИХ-ЛИБО ТРЕБОВАНИЙ К ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА АДГЕЗИИ ДОРОЖНОГО БИТУМА С КАМЕННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ В «БИТУМНОМ» ГОСТЕ 33133-2014?

Н.В. Дементьев (ГК «Коррус-Тех») Наша компания является поставщиком дорожно-строительной и строительной химии, также мы оказываем технологическое сопровождение, помощь в подборе составов смесей и в проведении лабораторных испытаний нашим клиентам. Оценка показателей по адгезии и водостойкости наших добавок при длительном водонасыщении может отличаться в зависимости от применяемого битума и инертных материалов, а также от других сторонних факторов, от корректности проведения испытаний и оснащения лаборатории. Такие параметры необходимо определять в конкретно заданных условиях, поэтому это скорее прерогатива дорожно-строительных компаний, чем производителя или поставщика дорожно-строительной химии. Однако показатели адгезии при длительном водонасыщснии являются достаточно важными параметрами, наиболее приближенная к реальности методика испытаний отражена в ПНСТ 113-2016 (Метод определения водостойкости и адгезионных свойств), которая пока, к сожалению, мало применяется. На данный момент разработано достаточно много предварительных национальных стандартов, основываясь на отечественном и мировом опыте, и мы очень надеемся, что переход от старых ГОСТов к новой системе стандартизации ждет всех нас в ближайшее время.

Г.Л. Ижорин (ОАО «Котласский химическим завод») На наш взгляд, самыми надежными показателями адгезии вяжущего к каменным материалам являются водостойкость и длительная водостойкость. Но простым, быстрым и удобным является метод «Определение качества сцепления битумного вяжущего с поверхностью щебня» из ГОСТ 12801-98 п. 28. По этой методике можно определить визуально адгезию в течение одного рабочего дня и принять решение о целесообразности использования добавки. В случае, если добавка показывает хорошие результаты адгезии при кипячении в воде, имеет смысл определять количественные показатели адгезии, для определения водостойкости и длительной водостойкости асфальтобетонных смесей потребуется от двух дней до полумесяца рабочего времени.

Возможно, по этой причине в ГОСТ 33133-2014 отсутствует показатель адгезии как ненадежный, при этом в ГОСТ 9128-2013 показатели водостойкость и длительная водостойкость обязательны.

Э.А. Сандлер (ООО «Предприятие «Дорос») Поскольку наше предприятие не имеет лабораторного оборудования для испытаний асфальтобетона, мм не испытывали его водостойкость при длительном водонасыщеиии в присутствии в битуме наших добавок. Отсутствие в ГОСТ 33133-2014 требований по оценке адгезии дорожных битумов к каменным материалам мы объясняем обилием этих каменных материалов. Довольно трудно выбрать и распространить по дорожным организациям какой-то стандартный каменный материал. А оценка адгезии битума к мрамору и «вольскому» песку по старому ГОСТ не имеет практического смысла.

С.Д. Черемисинов (ООО «АМДОР») Поскольку мы не являемся компанией, производящей асфальтобетонные смеси, то и испытания асфальтобетонных смесей сами не проводим, а доверяем это грамотным специалистам в авторитетных дорожно строительных организациях. Да и потребителям интересны не наши испытания, как заинтересованной стороны, а результаты тестирования независимых лабораторий.

Конечно, показатель адгезии должен оцениваться не по визуальной субъективной оценке степени покрытия битумной пленкой каменных материалов, а по методике, позволяющей количественно оценить этот показатель. Для этого необходима работоспособная объективная методика, которая не будет зависеть от стандартных образцов каменных материалов, как это учитывалось в методологии ГОСТ 11508. Она не должна требовать много времени для ее выполнения и должна давать численное значение этого показателя. Это непростая задача, и наша лаборатория работает над этим вопросом.

Что касается методов оценки асфальтобетонов, которые позволяют оценить степень адгезии, то это, конечно, показатели водостойкости, определяемые по различным стандартам. Это и показатель износа под воздействием шипованных шин (метод Пралл), это и прочностные свойства смесей и некоторые другие показатели, так как все они зависят от того, насколько качественно все каменные материалы покрыты пленкой вяжущего и насколько прочна адгезия между ними.

 

Скачать полную версию статьи в PDF формате »


Вернуться назад

Определение адгезионных характеристик покрытий с использованием современного скретч теста. Часть 1. Возможности использования современного скретч теста для определения адгезионных свойств покрытий | Белов

1. Frank N. Jones, Mark E. Nichols, Socrates Peter Pappas. Organic Coatings: Science and Technology (4th Edition), 2017. ― 512 p.

2. High-Performance Organic Coatings, ed. A.S. Khanna. ― Elsevier BV, 2015. ― 441 p.

3. Grainger S., Blunt J. Engineering Coatings: Design and Application. ― Woodhead Publishing Ltd, UK, 2nd ed., 1998. ― 325 p.

4. Яковлев А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий: учебник для вузов. 3-е изд., перераб. ― СПб.: ХИМИЗДАТ, 2008. ― 448 с.

5. ГОСТ Р 54301–2011. Прокат тонколистовой холоднокатаный электролитически оцинкованный с полимерным покрытием с непрерывных линий.

6. ГОСТ Р 34108–2017. Прокат стальной тонколистовой холоднокатаный и холоднокатаный горячеоцинкованный с полимерным покрытием с непрерывных линий.

7. Mittal K.L. Adhesion Measurement of Films and Coatings. V. 2. ― Utrecht; Boston: VSP 2001. ― 351 p.

8. Ибатуллин И.Д. Кинетика усталостной повреждаемости и разрушения поверхностных слоев. ― Самара: Самарский гос. техн. ун-т, 2008. ― 387 с.

9. ГОСТ Р 54586–2011. Материалы лакокрасочные. Метод определения твердости покрытия по карандашу.

10. ISO 15184:1998. Paints and varnishes ― Determination of film hardness by pencil test.

11. ISO 4624:2002. Paints and varnishes ― Pull-off test for adhesion; ГОСТ 32299–2013. Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом отрыва.

12. Головин Ю.И. Наноиндентирование и его возможности. ― М.: Машиностроение, 2009. ― 312 с.

13. Sujeet K. Sinha. Scratching of Materials and Applications. V. 51. Tribology and Interface Engineering. ― Elsevier Science, 2007. ― 321 p.

14. ISO 1518-1:2011. Paints and varnishes ― Determination of scratch resistance ― Part 1: Constant-loading method.

15. ISO 1518-2:2011. Paints and varnishes ― Determination of scratch resistance ― Part 2: Variable-loading method.

16. ASTM D7027–13. Standard Test Method for Evaluation of Scratch Resistance of Polymeric Coatings and Plastics Using an Instrumented Scratch Machine, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013.

17. Benjamin P., Weaver C. Measurement of adhesion of thin films. Proc. R. Soc. London, Ser. A 254 (1277), 163 (1960).

18. Bull S.J., Rickerby D.S. New developments in the modelling of the hardness and scratch adhesion of thin films // Surface and Coatings Technology. 1990. V. 42. Р. 149–164.

19. Bull S.J. Failure mode maps in the thin film scratch adhesion test // Tribology International. 1997. V. 30. Р. 491–498.

20. Blees M.H., Winkelman G.B., Balkenende A.R., den Toonder J.M.J. The Effect of Friction on Scratch Adhesion Testing: Application to a Sol-gel Coating on Polypropylene // Thin Solid Films. 2000. V. 359. Р. 1–13.

21. Усеинов А., Усеинов С. Измерение механических свойств методом царапания // Наноиндустрия. 2015. № 6. С. 28–32.

22. Wong M., Lim G.T., Moyse A. etc. A new test methodology for evaluating scratch resistance of polymers // Wear. 2004. V. 256. № 11–12. Р. 1214–1227.

23. Tae-Won Seo, Jong-Il Weon. Influence of weathering and substrate roughness on the interfacial adhesion of acrylic coating based on an increasing load scratch test // Journal Materials Science. 2012. V. 47. № 5. Р. 2234–2240. Doi: 10.1007/s10853011-6034-2.

24. Белов В.К., Дьякова М.В., Ласьков С.А. и др. Комплексное исследование микротопографии поверхности холоднокатаного и оцинкованного проката с помощью современных 3D критериев // Сталь. 2013. № 11. С. 36–41.

25. Белов В.К., Пономарева М.В. Новое в метрологии: замена 2D параметров микротопографии профиля на 3D микротопографии поверхности // Контроль. Диагностика. 2012. № 7. С. 57–63.

26. Белов В.К., Пономарева М.В. Новый подход к регламентации микротопографии поверхности холоднокатанного листа с использованием современных 3D параметров // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2012. № 5 (1349). С. 46–55.

27. Белов В.К. Требования к микротопографии поверхности листовой продукции и возможности металлургической промышленности — прошлое, настоящее, будущее. Часть 1. Требования заказчика и возможности технологии в настоящее время. 2D параметры микротопографии // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2015. № 7 (1387). С. 89–93.

28. Белов В.К. Требования к микротопографии поверхности листовой продукции и возможности металлургической промышленности — прошлое, настоящее, будущее. Часть 2. 3D параметры микротопографии и их связь с эксплуатационными свойствами листа. Новые разрабатываемые 3D параметры микротопографии поверхности и перспективы их использования // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2015. № 8. (1388). С. 51–59.

29. ASTM D7187–15. Standard Test Method for Measuring Mechanistic Aspects of Scratch/Mar Behavior of Paint Coatings by Nanoscratching, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015.

30. ASTM D7027–13. Standard Test Method for Evaluation of Scratch Resistance of Polymeric Coatings and Plastics Using an Instrumented Scratch Machine, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013.

31. ASTM D2197–16. Standard Test Method for Adhesion of Organic Coatings by Scrape Adhesion, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016.

32. ASTM D5178–16. Standard Test Method for Mar Resistance of Organic Coatings, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016.

33. ASTM C1624. Standard Test Method for Adhesion Strength and Mechanical Failure Modes of Ceramic Coatings by Quantitative Single Point SCRATCH Testing.

34. ISO 20502:2005. Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) ― Determination of adhesion of ceramic coatings by scratch testing.

35. DIN EN 1071-3. Advanced technical ceramics ― Method of test for ceramic coatings ― Part 3: Determination of adhesion and other mechanical failure modes by a scratch test.

36. DIN EN 1071-2. Methods of test for ceramic coatings ― Part 2: Determination of coating thickness by the cap grinding method.

37. ASTM Standard C1624 (05). Standard Test Method for Adhesion Strength and Mechanical Failure Modes of Ceramic Coatings by Quantitative Single Point Scratch testing.

38. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхности пластическим деформированием. ― М.: Машиностроение, 1978. ― 152 с.

39. Торбило В.М. Алмазное выглаживание. ― М.: Машиностроение, 1972. ― 105 с.

40. Торбило В.М. Основы обеспечения качества и производительности при отделочно-упрочняющей обработке выглаживанием: дис. … д-ра техн. наук. ― Пермь, 1986. ― 385 с.

41. Ollivier B., Matthews A. Adhesion of diamond-like carbon films on polymers: an assessment of the validity of the scratch test technique applied to flexible substrates // Journal of Adhesion Science and Technology. 1994. V. 8. № 6. Р. 651–662. Doi: 10.1163/156856194X00401.

42. Kuiry S. Advanced Scratch Testing for Evaluation of Coatings. Bruker Nano Surfaces Division Tribology and Mechanical Testing, 1717 Dell Ave, Campbell, CA 95008, U.S.A.

43. Burnett P.J., Rickerby D.S. The relationship between hardness scratch adhesion // Thin Solid Films. 1987. V. 154. № 1–2. Р. 403–416.

44. Burnett P.J., Rickerby D.S. The scratch adhesion test: an elasric-plastic indentation analysis // Thin Solid Films. V. 157. № 2. Р. 233–254.

45. Bull S.J., Rickerby D.S., Matthews A. etc. The use of scratch adhesion testing for the determination of interfacial adhesion: the importance of friction Drag // Surface and Coatings Technology. 1988. V. 36. № 1–2. Р. 503–517.

46. Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем в 2 ч.: учебное пособие для бакалавриата и магистратуры. Часть 1. 3-е изд. ― М.: ЮРАЙТ, 2018. ― 527 с.

47. Oliver W.C., Pharr G.M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments // Journal of Materials Research. 1992. V. 7. № 6. Р. 1564–1583.

48. Friedrich K., Schlarb A.K. (eds.) Tribology of Polymeric Nanocomposites: Friction and Wear of Bulk Materials and Coatings. V. 55. 2nd Edition. — Butterworth-Heinemann, Elsevier, 2013. — 832 p. Поступила 15 декабря 2019

Адгезионно-когезионные свойства (ФСе) - Энциклопедия по машиностроению XXL

Данная схема является оптимальной для формирования наименее пористых лакокрасочных и полимерных покрытий, обладающих лучшими адгезионно-когезионными свойствами [83—90].  [c.63]

Адгезионно-когезионные свойства пленок ПИНС (ФСв)  [c.84]

Адгезионно-когезионные свойства (ФСв)  [c.105]

Адгезионно-когезионные свойства пленок ПИНС непосредственно связаны с их адсорбционно-хемосорбционными и защитными свойствами и определяются 8 методами и 9 показателями (см. табл. 9).  [c.105]


Показано, что западно-сибирские нефти являются благоприятным сырьем для производства битумов, в том числе специальных лаковых, применяемых для защитных мастик БПМ-1У [150, 151]. Битумы для лакокрасочной промышленности из западно-сибирских нефтей обладают более высокими защитными и адгезионно-когезионными свойствами и с успехом могут использоваться в соответствующих ПИНС. Также как в изоляционных защитных покрытиях, в ПИНС наиболее часто используют и битумно-полимерные, латексные, каучуковые, резиновые композиции [91—95].  [c.150]

Введение пластификаторов в рецептуру ПИНС, как правило, несколько уменьшает прочность и твердость пленки и может ухудшить ее адгезионно-когезионные свойства, но значительно улучшает однородность и эластичность пленки, увеличивает ее удлинение при разрыве, повышает морозостойкость, т. е. уменьшает хрупкость при низких температурах и самое главное значительно улучшает защитные свойства покрытия (рис. 35).  [c.170]

Высоковлажные с переходными порами(до 6 нм)со свободной и связанной влагой, проявляющие адгезионно-когезионные свойства  [c.272]

Все влажные материалы делят на 4 группы в порядке уменьшения критического диаметра пор, внутри которых различают подгруппы, учитывающие адгезионно-когезионные свойства материала (налипание на металлические поверхности, комкование и т.д.). К первой группе отнесены материалы с критическим диаметром пор более 100 нм. Продолжительность сушки материалов этой группы невелика (например, во взвешенном слое 0,5-3 с). Во вторую группу входят материалы с критическим диаметром пор от 100 до 6 нм. Продолжительность сушки материалов второй группы значительно больше, чем первой (во взвешенном состоянии-до 30 с). К третьей группе отнесены материалы с критическим диаметром пор от 6 до  [c.219]

Поскольку в период отработки оптимальных технологических режимов получения покрытий решающим фактором является прочность сцепления покрытия с подложкой, то в первую очередь проводятся испытания по определению адгезионных и когезионных свойств. Оценка прочностных характеристик является своеобразным отбором пригодных режимов получения покрытий. Покрытия, успешно прошедшие такой отбор, испытывают в условиях, аналогичных эксплуатационным. Существует целый ряд факторов, влияние которых. может привести к потере требуемых качеств или к разрушению покрытия. Чтобы этого не произошло в период эксплуатации, прово,дят комплекс испытаний, для чего создаются условия, имитирующие предполагаемую рабочую среду. Виды испытаний выбирают исходя из конкретных условий эксплуатации.  [c.170]


Адгезионно-когезионные взаимодействия, кроме того, характеризуют ряд практических функциональных свойств, оцениваемых по системе моделирования и оптимизации функциональных свойств.  [c.107]

Из данных табл. 9 видно, что консервационные ПИНС не могут применяться в качестве смазочного материала в условиях трения качения и скольжения в точных узлах трения. Это связано прежде всего с вязкостными, прочностными, реологическими свойствами активной части таких составов, с тем, что эти показатели, а также их адгезионно-когезионные взаимодействия намного выше, чем у пластичных смазок и тем более у масел (см. гл. 4). Поскольку защита металлов от коррозии узлов трения в условиях периодической и постоянной эксплуатации входит в общие условия, определяющие гарантийные сроки защиты металлоизделий (особенно в условиях Ж, ОЖ, ОТ, см. гл. 1, табл. 2), смазывающие свойства ПИНС-К в условиях точных узлов трения оценивают хуже нормы .  [c.112]

Полученные данные позволили выдвинуть дополнительные требования к адгезионному слою изоляционных лент. Во-первых, адгезионный слой должен быть достаточно емким для сорбции растворителя из грунтовки, во-вторых, должен сохранять когезионную свойства при значительном содержании растворителя.  [c.154]

Об адгезии материала покрытия к подложке обычно судят по адгезионной прочности их сцепления,. которую оценивают по работе, усилию или времени разрушения соединения тем или иным методом. По мнению Ю. С. Липатова [40] А. А. Берлина [41], В. А. Белого [6] и др., для полимеров неправомерно отождествлять адгезию с адгезионной прочностью, так как в реальных условиях прочность сцепления зависит от многих факторов температуры и времени формирования, когезионных свойств соединяемых материалов, условий испытаний и др.  [c.29]

АДГЕЗИОННЫЕ И КОГЕЗИОННЫЕ СВОЙСТВА КАУЧУКОВ И РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ  [c.69]

Ниже приведены некоторые из этих свойств, представляющие наибольший интерес, а именно адгезионно-когезионные, электропроводящие, триботехнические.  [c.178]

Электрическая теория адгезии основана на изучении процессов, сопровождающих отрыв полимерной пленки от твердой подложки, которые объясняются возникновением на поверхности раздела двойного электрического слоя. Диффузионная теория адгезии [6] основана на том, что адгезионные связи обусловлены диффузией макромолекул или их отдельных сегментов. Однако ни одна из теорий не может считаться универсальной, так как ни одна из них не объясняет полностью всех экспериментальных фактов, полученных при изучении процесса склеивания. Трудности создания единой теории адгезии обусловлены сложностью этого явления, а также тем, что адгезионные и когезионные свойства высокомолекулярных соединений и, в конечном счете, качество клеевого соединения зависят от целого ряда факторов, которые подчас очень трудно учесть [16, 21, 45, 48, 49].  [c.122]

Важнейшие факторы, определяющие адгезионные и когезионные свойства клея, теория объясняет следующим образом. Силы, действующие между частицами поверхностей разнородных тел, аналогичны по своей природе силам, действующим между частицами внутри тела. Поэтому для нарушения контакта между двумя поверхностями нужно затратить определенную работу на преодоление сил сцепления —работу адгезии. Работа, затрачиваемая на преодоление сил сцепления, действующих между частицами внутри однородного тела, характеризуется как работа когезии.  [c.75]

Связующие УП-2215 (ТУ 6-05-241-158-77) и УП-2217 (ТУ 6-05-241-154-77) — продукты совмещения эпоксидных модифицированных смол УП-2223 и УП-2222 соответственно с отвердителями аминного типа. Связующие отличаются низкой вязкостью, значительной жизнеспособностью при температуре переработки, высокими адгезионными и когезионными свойствами, теплостойкостью.  [c.23]

Клеи и герметики могут быть в виде жидкостей, паст, замазок, пленок. В состав этих материалов входят следующие компоненты пленкообразующее вещество (в основном термореактивные смолы, каучуки), которое определяет адгезионные, когезионные свойства и основные физико-механические характеристики растворители (спирты, бензин и др.), создающие определенную вязкость пластификаторы для устранения усадочных явлений в пленке и повышения ее эластичности отвердители и катализаторы для перевода пленкообразующего вещества в термостабильное состояние наполнители в виде минеральных порошков, повышающих прочность соединения, уменьшающих усадку пленки. Для повышения термостойкости вводят порошки А1, А120а, ЗЮ , для повышения токо-проводимости — серебро, медь, никель, графит.  [c.495]


Адгезионно-когезионные свойства, физико-химические и реологические характеристики сухого остатка , стойкость пленок к обл5гчению, дождю, истиранию, абразивному износу  [c.57]

Однако сами по себе адгезионно-когезионные свойства неинги-бированных пленок, особенно изоляционные характеристики, не определяют уровня их защитных свойств.  [c.79]

Метод 28 — показатели 35, 36. Величины ф1 и фг характеризуют суммарные адсорбционно-хемосорбционные и адгезионно-когезионные свойства пленок, стойкость к моющим агрессивным растворам [20, 34—48]. Их измеряют на установке ТОНЭР , разработанной для оценки ПИНС. При этом метод имитирует как условия воздействия агрессивного электролита во время эксплуатации автомобилей, так и воздействие моющих растворов во время мойки автомобилей. В методе использована лабораторная установка с рабочей ячейкой (рис. 19). Рабочий электрод в виде цилиндра, изготовленный из Ст. 3, соединен с ротором и опущен в стакан, играющий роль вспомогательного электрода, из нержавеющей стали Х18Н9Т. Электролитическим ключом ячейка соединена с электродом сравнения и подключена к потенциостату П-5827. Для работы выбран агрессивный моющий раствор, содержащий сульфат натрия и сульфонол. (ГОСТ 12389—69) pH раствора доводят до 3 концентрированным бромидом водорода. Наличие сульфонола придает раствору моющие свойства, а ионов SO42-, Вг-, Н+ — агрессивные. Испытание проводят в три стадии первые две стадии оценивают показатели 35 и 36, а третья — абразивостойкость пленок и описана ниже (см. свойства ФСе).  [c.100]

В состав клеящих материалов входят следующие компоненгы пленкообразующее вещество — основа клея, которое определяет адгезионные, когезионные свойства клея и основные физико-механические характеристики клеевого соединения растворители, создающие определенную вязкость клея пластификаторы для устранения усадочных явлений в пленке и повышения ее эластичности отвердители и катализаторы для перевода пленкообразующего в термостабильное состояние наполнители для уменьшения усадки клеевой пленки, повышения прочности склеивания, возможности менее точно подгонять поверхности п экономить клеящие материалы.  [c.456]

Как видно из этих данных, защитная пленка консервационного масла НГ-203 имеет низкие адгезионно-когезионные свойства и неабразивоустойчива, так как полностью смывается с металла уже в первую минуту испытаний на лабораторной установке Тонэр. Для смазки ПВК реологические показатели защитного слоя малы, что характеризует ее низкие адгезионно-когезионные свойства.  [c.222]

В связи с отработкой технологии нанесения антикоррозионных алюминиевых покрытий на стальные трубы был проведен также цикл специальных исследований по измерению адгезионно-когезионных свойств покрытий с предварительной подготовкой поверхности методом иглофрезерования.  [c.200]

В общем случае адгезионно-когезионные силы (работа 1 ), определяющие такие понятия, как липкость пленки, ее механическую удаляемость (отрываемость), реологические свойства (твердость, пластичность), стойкость к атмосферным осадкам и абразивному износу может быть выражена через соответствующие составляющие  [c.79]

Адгезионно-когезионные взаимодействия, характеризующие в значительной степени структуру пленки, определяют защитные свойства неингибированных систем изоляционного действия лакокрасочных материалов, битумных и прочих мастик, углеводородных пластичных смазок (не содержащих ПАВ). Эти взаимодействия во многом определяют влаго-, газо- и ионопро-ницаемость пленок, их термо- и морозостойкость, твердость, эластичность, ударостойкость, атмосферо- и абразивостойкость [128].  [c.105]

На основании проведенного исследования разных загустителей авторами предложено условное деление их на две группы (см. табл. 15). В первую группу включены загустители, имеющие низкий загущающий эффект, невысокий уровень адгезионно-когезионных взаимодействий, но относительно неплохие поверхностно-активные свойства в системах металл — ПИНС — растворитель и металл — электролит — ПИНС . Эти загустители обладают определенной защитной эффективностью при небольших и значительных концентрациях и образуют на металле более или менее однородные пленки. К таким загустителям относятся окисленные твердые углеводороды, полимерные и пленкообразующие вещества, жидкие высыхающие масла и пластичные битумы. Во вторую группу включены загустители, обладающие высоким загущающим эффектом, более высоким уровнем адгезионно-когезионных взаимодействий, но плохими поверхностно-активными свойствами на границах раздела фаз. Как правило, эти загустители образуют ассоциаты, кристаллы или конгломераты значительно больших размеров, чем загустители  [c.155]

Основное назначение ПИНС группы 3 — консервация топливной системы самолетов и вертолетов (без расконсервации), наружных поверхностей авиационных двигателей после полета, запасных частей, точных и особо точных изделий, замков легко--вых автомобилей, насосов, компрессоров, приборов и т. п. Перспективно использование ингибированных масел для защиты от коррозии тонкого листа сельскохозяйственной техники алюминиевых и магниевых сплавов, дополнительной защиты термостойких органосиликатных покрытий [129, 133]. Как правило, защитные пленки ПИНС-РК отличаются от пленок рабоче-кон-сервационных и консервационных масел несколько большим уровнем адгезионно-когезионных сил (примерно, в два-три раза, т. е. 2—5 Па) и более высоким уровнем защитных свойств. Это объясняется тем, что в состав жидкой основы ПИНС вводят загущающие присадки — 0,1—5,0% (масс.), а общее содержание  [c.180]

Модель 4. Неингибированные битумные и восковые составы. Силы адгезии больше сил когезии. Энергия адгезионно-когезионного взаимодействия достаточно велика адсорбционно-хемо-сорбционные слои отсутствуют. Механизм защитного действия близок к модели 2. Защитные свойства всех продуктов этой модели невелики, особенно в тонких слоях. Тем не менее ассортимент изоляционно-защитных продуктов, попадающих под модель 4А, Б, В, Г очень богат и разнообразен.  [c.183]


По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы. По физико-химическим и поверхностным свойствам в системе масло — металл рабоче-консервационные масла имеют более высокий уровень полярности, электрической проводимости, проникающей и пропитывающей способности, чем рабочие масла, и несколько меньщие адгезионно-когезионные силы. Так как в процессе нанесения на металлоизделия ПИНС-РК используют в растворителе, то по всем поверхностным свойствам они превосходят рабоче-консервационные масла. В то же время большее содержание в них присадок и маслорастворимых ингибиторов коррозии обеспечивает пленкам более высокий уровень полярности, электрической проводимости, меньшую адиабатическую сжимаемость и большую силу адгезионно-когезионных взаимодействий.  [c.231]

Важной характеристикой, огфеделяющей защтные свойства по-1фытий и их работоспособность, является адгезия покрытий к защищаемой поверхности. Об адгезии материала покрытия к подложке обычно судят по адгезионной прочности их сцепления,которую оценивают по работе, усилию или времени разрушения соединения тем или иным методом. По мнению Ю.С. Липатова, A.A. Берлина,В.А. Белого и др. [1,2], для полимеров неправомерно отождествлять адгезию с адгезионной прочностью, так как в реальных условиях прочность сцепления зависит от многих факторов температуры и времени формирования, когезионных свойств соединяемых материалов, условий испытаний и др. В то же время в некоторых случаях адгезия может оказывать преобладающее влияние на прочность сцепления.  [c.92]

Так, адгезионно-когезионные взаимодействия наряду с адсорб-ционно-хемосорбционными имеют решающее значение для оценки защитных свойств ингибированных тонкопленочных покрытий и пластичных смазок [57] (см. главу 5). Для ингибированных тонкопленочных покрытий, а также защитных минеральных и синтетических масел, предназначенных для защиты от коррозии скрытых сечений автомобилей, труднодоступных деталей и узлов, различных металлоизделий, имеющих микрозазоры, для пропитки и консервации металлокерамических изделий и т. п. необходимы масла с хорошей растекаемостью по металлу, т. е. реализация условий уравнения (1-14).  [c.26]

К третьему фактору защитного действия можно отнести эффективность сформировавшейся пленки покрытия под влиянием адгезионно-когезионных сил. Результаты изучения зависимости функ-диональных свойств пленок покрытий от их толщины приведены в табл. 51 и на рис. 26. При толщине защитного слоя 20—30 мкм продукты, обладающие эффектом последействия, проявляют хорошие защитные свойства в коррозионных камерах Г-4 и солевого тумана. Относительные поляризационное (ОПС) и омическое (СОС) сопротивления сверхтонких пленок ингибированных материалов также достаточно высоки. Смазка ПВК при малой толщине не проявляет защитных свойств ОПС и ООС в этом случае небольшие. Из данных табл. 51 видно, что с увеличением толщины пленки продукта НГ-216 эффект последействия практически не изменяется. Однако с увеличением толщины пленки повышается защитная эффективность как смазки ПВК, так и покрытия НГ-216. При этом паропроницаемость покрытий уменьшается. Но даже при толщине 1000 мкм (смазка ПВК) и 450 мкм (покрытие НГ-216) этот показатель достаточно высок. Таким образом, водопроницаемость пленок покрытия не лимитирует скорость коррозионного процесса.  [c.220]

Из рассматриваемых продуктов наилучшими защитными свойствами обладают ингибированные тонкопленочные покрытия НГ-216 и НГ-222. Большие значения анодного и катодного перенапряжений определяют высокое сопротивление пленки продукта, продолжающее оставаться на хорошем уровне и после 15 мин вращения электрода в моющем растворе. Абразивоустойчивость, а также адгезионно-когезионные характеристики покрытий НГ-216, НГ-222 и особенно НГМ-шасси намного лучше, чем НГ-203 и ПВК. Как уже отмечалось, одним из факторов, определяющих защитную эффективность ингибированных тонкопленочных покрытий на нефтяной основе, является наличие полутвердой пленки, формирующейся в процессе испарения растворителя под воздействием адгезионно-1Когезионных сил. Такие пленки образуются после нанесения ИТП как поверх лакокрасочных покрытий, так и на неокрашенную металлическую поверхность защищаемых изделий.  [c.222]

Обобщая результаты моделирования и данные о физико-технических свойствах порошковых металл-полимерных тонких слоев и материалов, скомпактированных газодинамическим методом, необходимо отметить, что они (материалы) обладают достаточно высокими адгезионно-когезионными прочностными свойствами, позволяющими использовать их при работе в парах трения высокими электропроводящими свойствами, близкими к электропроводности исходных металлов низким коэффициентом сухого трения, близким к коэффициенту трения тефлона. Добавление в небольшом количестве в порошковые смеси высокодисперсных порошков карбидов, боридов  [c.189]


Свойства клея

(любезно предоставлено 3M)

Выбор клея для прочности конструкции для конкретного применения требует критериев эффективности по нескольким характеристикам. Во-первых, это свойства связывания, которые определяют простоту использования и стоимость производства на месте:

  • Необходимая степень подготовки поверхности
  • Время до достижения прочности
  • Условия отверждения при нагревании или комнатной температуре, степень давления и крепление для поддержания этого давления
  • Вязкость для перекачивания и удержания на месте после нанесения.Желательны псевдопластические и тиксотропные свойства, так что клей истончается во время действия сдвига при доставке и утолщается на месте без дальнейшего сдвига.
  • Применение с автоматическими системами подачи сыпучих материалов или ручным аппликатором для удовлетворения различных производственных требований.

Далее имеются следующие свойства отвержденного склеивания:

Физические свойства

  • Адгезия к различным субстратам позволяет при необходимости склеивать разнородные материалы.
  • Желательна высокая когезионная прочность. напряжение отслаивания
  • Высокий модуль упругости основы и адгезив противостоит нагрузке на линии склеивания
  • Высокая демпфирующая способность адгезива рассеивает динамические напряжения вибрации, движения и ударов по всей склейке и напряжения отслаивания на линии склеивания
  • Гибкость и демпфирование сопротивление сопротивляется напряжениям теплового расширения, когда коэффициенты теплового расширения различаются между клеем и подложками

Устойчивость к окружающей среде

  • Устойчивость к конечным температурам использования или последующей обработки для поддержания химического состава клея и физического сцепления
  • С выдерживает физический удар в диапазоне температур
  • Сохраняет адгезионные свойства, несмотря на воздействие УФ-излучения, дождя, соленой воды и других погодных условий

Химическая стойкость

  • Способность противостоять разложению под воздействием дизельного топлива, растворителей и других химикатов

Адгезивные свойства - обзор

15.2.2.2 Объемные механические свойства

Помимо адгезионных свойств, в зависимости от общего содержания SB и SI, SBS и SIS могут использоваться в качестве компонентов смеси, повышающих высокую прочность на разрыв ( σ макс. ), высокое удлинение, отслаивание , сопротивление ползучести и сдвигу, связанное с эластомерами [63]. В зависимости от содержания стирола и диблока ПС значение σ max составляет от 10,3 до 27,0 МПа, а удлинение при разрыве ( ε b ) колеблется от 1000 до 1400% для SIS [64].Соответствующие значения для SBS составляют 19,3–33,0 МПа и 820–1400% [65].

Во время восстановления кожной ткани происходит постепенное увеличение содержания коллагена, связанного с прочностью раны на разрыв. Прочность раны увеличивается примерно до 20% к 3 неделям и до 50% к 4 неделям. При повреждении мягких тканей кожная рана достигает максимальной прочности, что составляет 70–80% прочности нормальной кожи крысы [66]. Механические свойства кожи зависят от возраста [67], состояния здоровья [68] и методов измерения.Для кожи человека от трех старых трупов σ max составляло 27,2 ± 9,3 МПа и ε b 25,5 ± 5,1% [69].

Предполагая, что по конструкции интегрированная раневая повязка не может быть жестче, чем компоненты PS, при лечении гипотетической раны в течение первых 3 недель, когда рекомендуется использование раневой повязки, максимальная прочность раны будет 7,3 МПа, что эквивалентно до 20% от верхнего значения диапазона σ max оценено как 36.5 МПа [69]. Таким образом, минимальная относительная сила повязки 10,3 МПа, связанная с нижним пределом прочности на разрыв для SIS [64], могла гипотетически «зашинировать» рану - явление, которое, как известно, препятствует фибробластному сокращению кожи, граничащей с раной [70 ].

В исследовании сравнивали HMPSA на основе SIS с пластырем из натурального латекса для доставки Guanjiezhitong, традиционной китайской медицины, содержащей в основном метилсалицилат и капсаицин [54]. Оптимизированный патч, состоящий из 30.0% сополимера SIS (Kraton ® D1101), 26,6% смолы, повышающей клейкость, и 43,4% пластификатора превосходили коммерческий пластырь по биосовместимости кожи, оцененной в ходе 7-дневного теста на раздражение кожи, проведенного на морских свинках путем гистопатологического исследования. Измеренная сила липкости (Н / см 2 ) / прочность на отслаивание (Н / см) составляла 2,07 ± 0,13 / 1,92 ± 0,09 для пластырей SIS и 3,67 ± 0,21 / 4,77 ± 0,21 для резиновых пластырей. Таким образом, гипотеза о высокой когезионной прочности повреждений кожи, вызванных резиной, подтвердилась.

В другом исследовании HMPSA метилсалицилат, капсаицин и гидрохлорид дифенгидрамина были выбраны в качестве модельных препаратов для оценки влияния содержания блоков SI и пластификатора (парафина) на реологические свойства пластырей SIS с точки зрения трех вязкоупругих параметров, хранения модуль упругости ( G ′), модуль потерь ( G ″) и динамическая комплексная вязкость ( η ′) [24]. Когда содержание SI было относительно низким, формировалась микроструктура с разделением фаз.По мере увеличения содержания каучука SI фаза изопренового каучука постепенно диспергировалась в непрерывной фазе стирола, что подразумевает однородную структуру сополимера. Свободные изопреновые концы диспергированного SI-диблока смягчили и ослабили жесткую полистирольную сетку трехблочной части, что привело к уменьшению G ′. Образцы с более высоким содержанием SI имели более низкую плотность переплетения, что приводило к более низкому значению η ′. Меньшее значение η ′ образцов привело к более высоким коэффициентам диффузии лекарственных средств.Переход от разделения фаз к непрерывной структуре, усиленной добавлением парафина и увеличением концентрации блока SI, был подтвержден с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ).

В исследовании биосовместимости эпоксидированных блок-сополимеров SBS (ESBS), изготовленных из Kraton ® D1101, было продемонстрировано, что прочность на разрыв увеличивается со временем эпоксидирования, но удлинение при разрыве уменьшается в зависимости от функционализации. Значение σ max варьировалось от 0.От 25 до 0,68 МПа и ε b колебались от 626% до 863% [71]. Поскольку значение контрольной нефункционализированной мембраны SBS не было дано, нельзя сделать никаких выводов о чистом влиянии функционализации на прочность мембраны.

Было исследовано использование ионообменных (IE) нановолокон поли (стиролсульфоновая кислота- co -малеиновая кислота) / поли (винилового спирта) (PSSA-MA / PVA), содержащих неомицин, полученных методом электроспиннинга для заживления ран [ 44]. Электропряденые волокна были более гибкими, чем кожа с модулем Юнга 10.1 ± 1,0 МПа, что примерно так же, как для DuoDERM CGF [72] и 10% кожи человека [69].

Обзор клеев - типы, плюсы и минусы, а также рекомендации по выбору

Некоторые примеры доступных типов клеев.

Изображение предоставлено: Anatolir / Shutterstock.com

Кратко

Введение в клеи

Клеи - это общий термин, который относится к любым веществам, которые при нанесении между поверхностями двух или более материалов или объектов (т.е., подложки), могут использоваться для удержания, скрепления или склеивания их вместе. Долговечность соединения (то есть прочность связи), образованного клеем между субстратами, в значительной степени зависит от конкретных свойств клея, в частности от его адгезии и когезии. Эти свойства являются основными механизмами, лежащими в основе клеев; Таким образом, расчет точки разрушения обоих свойств для каждого доступного клея помогает определить наиболее подходящий клей для использования в данной области применения с учетом технических требований и спецификаций.

Клеи

широко используются в промышленности для постоянного, полупостоянного и временного крепления в различных жилых, коммерческих и промышленных помещениях. Некоторые из характеристик, по которым можно классифицировать и классифицировать широкий спектр доступных клеев, включают несущую способность, химический состав, реактивность или инертность и форму. Каждый из этих адгезивов демонстрирует разные свойства и предлагает разные преимущества, но, как и в случае с адгезией и силой сцепления, пригодность определенного свойства или характеристики (и соответствующего адгезива) зависит от области применения.

Эта статья посвящена клеям, исследует различные доступные классификации и категории и объясняет их соответствующие характеристики, преимущества и недостатки. Кроме того, в нем описаны некоторые из распространенных используемых типов и соображения по выбору клея для области применения.

Общие типы клеев

Исходя из приведенных выше характеристик, доступно несколько различных типов клеев. Некоторые из наиболее распространенных типов клеев, используемых в промышленности, включают:

  • Анаэробные клеи : Анаэробные клеи - это клеи на акриловой основе, отверждаемые в отсутствие воздуха.Присутствие металла ускоряет процесс отверждения. Этот тип клея обычно имеет низкую вязкость, доступен в жидких и пастообразных растворах и подходит для закрепления, герметизации и удержания плотно прилегающих и конструкционных деталей.
  • Цианоакрилатные клеи : Цианакрилатные клеи, также называемые «мгновенными клеями», представляют собой клеи, отверждающиеся в присутствии влаги и ультрафиолетового (УФ) света (например, Krazy Glue ®, торговая марка Toagosei Co., Ltd). Этот тип клея доступен в различных составах, от низкой до высокой, и подходит для пористых и непористых подложек.Он не подходит для структурных применений из-за его низкой прочности на сдвиг.
  • Эпоксидные клеи : Эпоксидные смолы обычно доступны в виде однокомпонентных и многокомпонентных систем. Эти типы клеев демонстрируют высокую прочность на сдвиг и отслаивание (даже при экстремальных температурах и в окружающей среде) и подходят для заполнения зазоров и склеивания разнородных оснований.
  • Горячий клей : Горячий клей - это тип термоплавкого клея, который обычно получают из термопластичных смесей.Этот тип клея демонстрирует высокую липкость и подходит для использования как на пористых, так и на непористых основаниях. Обычно горячий клей затвердевает при охлаждении, но некоторые варианты можно отвердить под воздействием влаги или ультрафиолетового излучения.
  • Белый клей : Белый клей - это обычный поливинилацетатный (ПВА) клей, традиционно используемый для декоративно-прикладного искусства (например, Elmer’s® Glue, торговая марка Elmer's Products, Inc.). Этот тип клея требует контакта и давления во время затвердевания и подходит для ткани, картона, бумаги, дерева и других пористых оснований.
Крупный план белого клея.

Изображение предоставлено: Nor Gal / Shutterstock.com

Клеи и герметики

Клеи состоят из аналогичных материалов, используют аналогичные механизмы, обладают схожими характеристиками и используются в некоторых из тех же областей применения, что и герметики. Поэтому в разговоре о клеях неизменно возникает тема герметиков.

Как указывалось ранее, клеи - это вещества, которые посредством прикрепления к поверхности могут использоваться для удержания, скрепления или склеивания двух или более подложек вместе.С другой стороны, герметики - это вещества, которые путем прикрепления к поверхности могут использоваться для заполнения пространства между двумя или более субстратами для создания уплотнения или барьера, который предотвращает проникновение различных элементов, например жидкостей, пыли, огня, шум и т. д. Эти определения указывают на некоторые сходства между клеями и герметиками, поскольку оба вещества в первую очередь используют свойство адгезии для образования поверхностных прикреплений. Другие характеристики перекрытия включают в себя некоторые из композиционных материалов, требования к применению и обработке, механизмы разрушения, взаимодействие вещества с субстратом и, в зависимости от типа используемого клея или герметика, возможности как для приклеивания, так и для герметизации.

Несмотря на эти многочисленные сходства, промышленные стандарты обычно классифицируют клеи и герметики как два разных и разных вещества. Такое разграничение во многом объясняется их разными основными функциями. В то время как основная функция клея заключается в склеивании двух или более подложек, герметики в основном используются для заполнения пространства и создания барьера между двумя или более объектами. Хотя некоторые клеи, обычно называемые адгезивными герметиками, могут выполнять как склеивающие, так и герметизирующие функции, в целом их основная функция не обязательно заключается в заполнении промежутков или создании барьеров между субстратами.И наоборот, в то время как некоторые более сильные герметики могут квалифицироваться как клеи, большинство герметиков демонстрируют более слабое прикрепление и не подходят для склеивания или прикрепления. Поэтому следующая статья будет посвящена только клеям и не будет касаться герметиков.

Основные механизмы, лежащие в основе клея

Как указывалось ранее, адгезия и когезия являются основными механизмами, лежащими в основе адгезивов. Независимо от типа и конструкции, все клеи обладают одними и теми же основными свойствами, которые описывают взаимодействия между клеем, субстратом (также называемым клеем после нанесения клея) и поверхностью субстрата; компоненты клея; и компоненты субстрата.

Адгезия

Адгезия - это мера силы притяжения между двумя разными подложками, которые связывают их вместе. Путем расчета уровня адгезии, демонстрируемого клеем, можно определить прочность соединения, образованного между клеем и подложкой, и, в сочетании с мерой силы сцепления, прочность сцепления.

Было разработано несколько теорий для определения и описания этого свойства, но до сих пор не существует единой теории, которая бы точно и всесторонне объяснила адгезию в широком диапазоне доступных клеев.Некоторые из наиболее распространенных теорий адгезии включают:

  • Адсорбция : Теория адсорбции утверждает, что адгезия является результатом межмолекулярного контакта между поверхностями двух веществ, то есть между адгезивом и субстратом. Силы притяжения, возникающие в результате контакта, например, химические связи, силы Ван-дер-Ваальса и т. Д., Удерживают две подложки вместе.
  • Механическое сцепление : Теория механического сцепления утверждает, что адгезия является результатом перетекания клея в полости и выступы на обеих поверхностях подложек и вокруг них.После затвердевания клей механически скрепляет две подложки.
  • Взаимодиффузия : Теория взаимной диффузии утверждает, что адгезия возникает в результате диффузии молекул внутри и между адгезивом и подложкой (-ами). В некоторых случаях адсорбция молекул клея на поверхности (ах) субстрата (-ов) может привести к химической реакции, например, к плавлению. Распространение молекул и последующее отверждение клея приводит к образованию связи между клеем и субстратом (субстратами), которая эффективно связывает две субстраты.
  • Электростатическое притяжение : Теория электростатического притяжения утверждает, что адгезия возникает в результате развития электростатических сил в точке контакта (т. Е. На границе ) между клеем и подложкой с учетом различных электронных зонных структур. Эти силы притяжения сопротивляются разделению - хотя и временно - которое образует соединение между клеем и субстратами и, следовательно, между двумя субстратами.

Сплоченность

Сплоченность - это мера сил притяжения в веществе, которые удерживают его вместе.Это значение может относиться либо к прочности связи между компонентами клея, либо компонентами основы. Некоторые из факторов, которые могут влиять на когезионные свойства клея, - это химические и межмолекулярные связи между атомами компонентов клея и сшивание молекул (от короткоцепочечных до длинноцепочечных). Внутри адгезива когезия также играет роль между атомами и молекулами, составляющими вещество.

Виды разрушения клея и связного материала

В большинстве случаев нарушение адгезионного соединения может быть связано с проблемой самого адгезива в отношении его адгезионных или когезионных свойств.Однако когезионный разрыв внутри адгезива также может вызвать разрушение адгезионного соединения.

  • Нарушение клея происходит в результате невозможности установить адекватное соединение между клеем и адгезивом. Например, если две подложки прикреплены с помощью клея, а затем разорваны, если клей остается полностью прикрепленным к одной подложке, а не к другой, это будет считаться нарушением клея.
  • Внутри клея когезионное разрушение происходит, когда связь клея с адгезивом сильнее, чем связи между атомами и молекулами клея.Например, возвращаясь к предыдущему случаю, когда два адгезива разделены, если часть клея остается на обеих поверхностях подложек, это будет считаться когезионным разрушением клея .
  • Внутри адгезива разрушение когезии происходит, когда адгезионная связь между адгезивом и адгезивом и когезионные связи адгезива превышают связи между атомами и молекулами основы. Это состояние, называемое когезионным разрушением адгезива , обычно возникает в точке соединения, созданной между субстратами, и проявляется как адгезив, остающийся неповрежденным, в то время как субстрат сам поддается структурной усталости, т.е.е., испытывает перелом или перелом.

Три состояния, упомянутые выше и проиллюстрированные на Рисунке 1 ниже, представляют три основных типа режимов разрушения адгезионного соединения. Из этих трех видов разрушения когезионное разрушение адгезива является наиболее идеальным, поскольку оно обычно указывает на правильный выбор и нанесение клея для данной основы с заданной структурной целостностью.

Рисунок 1. Режимы разрушения клеевого соединения

Характеристики клеев

Как указано выше, все клеи обладают одинаковыми основными свойствами.Однако существует несколько различных типов клеев, каждый из которых можно различать по своим характеристикам. Некоторые из характеристик, по которым клеи обычно классифицируются и классифицируются, включают:

  • Грузоподъемность
  • Химический состав
  • Реакционная способность
  • Форма

Несущая способность сцепления

Под грузоподъемностью клея понимается максимальная нагрузка, которую клеевое соединение может выдержать или выдержать без деформации или разрушения клея.В зависимости от грузоподъемности, демонстрируемой клеем, его можно дополнительно классифицировать как структурный, неструктурный или полуструктурный.

Конструкционные клеи

Структурные клеи - это клеи, которые демонстрируют высокую прочность сцепления и долговечность, способны выдерживать нагревание и растворитель, а также выдерживать высокие нагрузки. Прочность на сдвиг типичных конструкционных клеев в среднем превышает 1000 фунтов на квадратный дюйм. Из-за их высокой несущей способности эти типы клея используются для долговременного или постоянного прикрепления, например, для соединения материалов в строительстве.

Клеи неструктурные

В отличие от структурных клеев неструктурные клеи предназначены для легких нагрузок и обычно не способны выдерживать длительные периоды воздействия окружающей среды. Из-за их низкой несущей способности эти типы клеев обычно используются для краткосрочного или временного прикрепления, например, для удержания подложек на месте, а не для их соединения. Однако, в зависимости от типа используемого неструктурного клея, они также могут использоваться в некоторых приложениях долгосрочного или постоянного крепления и в качестве вторичных крепежных элементов, используемых вместе с механическими крепежными элементами, такими как винты или болты.

Клеи полуструктурные

В зависимости от используемого типа, полуструктурные клеи представляют собой клеи, которые могут подходить как для структурных, так и для неструктурных применений. Хотя эти типы клеев могут выдерживать более высокие нагрузки, чем неструктурные клеи, в отличие от конструкционных клеев они неспособны выдерживать эти более высокие нагрузки непрерывно или в течение длительных периодов времени без деформации или разрушения.

Некоторые из доступных типов полуструктурных клеев частично совпадают с типами неструктурных и конструкционных клеев и включают, например, термоклеи, полиуретаны и другие полимеры.

Клей химический состав

Если в предыдущем разделе клеи были классифицированы на основе их несущей способности, в этом разделе они классифицируются на основе их химического состава. К химическим характеристикам, по которым можно классифицировать клеи, относятся:

  • Натуральное по сравнению с синтетическим
  • Сравнение органических и неорганических веществ
  • Материал
Натуральные и синтетические клеи

Хотя раньше клеи изготавливались исключительно из природных компонентов, сегодня они могут состоять из природных или синтетических соединений.

Природные клеи получают из животных материалов, растений и, в некоторых случаях, минералов.

  • Клеи животного происхождения состоят из таких компонентов, как альбумин, пчелиный воск, казеин, желатин, полученный из шкур, копыт или костей, и шеллака.
  • Клеи на растительной основе состоят из таких компонентов, как декстрин, натуральные смолы (например, гуммиарабик, бальзам и т. Д.), Масла и воски (например, льняное масло), соевый белок и крахмал.
  • Клеи на минеральной основе состоят из таких компонентов, как янтарь, асфальт, парафин, силикаты и сера.

Хотя эти типы клеев относительно недороги в производстве и продолжают находить применение во всей промышленности, особенно для древесины, бумаги, пленки и фольги, большинство обычно используемых клеев относятся к недавно разработанной категории синтетических клеев.

По большей части, синтетических адгезивов являются производными от искусственных полимеров (т. Е. Не встречающихся в природе), включая термопласты, реактопласты и эластомеры (дополнительная информация об этих соединениях изложена в следующем разделе этой статьи - см. Клейкий материал ).Хотя эти типы клеев более дороги, чем натуральные клеи, они обладают большей прочностью и долговечностью, а также предоставляют больше возможностей для индивидуальной настройки.

Органические и неорганические клеи

Хотя большинство типов клеев - как натуральных, так и синтетических - состоят из органических соединений, для производства и производства клеев используются органические и неорганические материалы. Как правило, органических соединений представляют собой материалы, которые содержат атомы углерода (и обычно водород, кислород или азот), в то время как неорганических соединений представляют собой материалы, не содержащие атомов углерода.Однако есть несколько исключений из этого разграничения. Например, четыреххлористый углерод (CCl 4 ), не содержащий водорода, кислорода или азота, считается органическим соединением, в то время как диоксид углерода (CO 2 ) и монооксид углерода (CO), содержащие углерод, считаются неорганическими соединениями.

Природные органические клеи включают клеи животного и растительного происхождения, в то время как природные неорганические клеи включают клеи на минеральной основе. Синтетические органические клеи включают все три категории, упомянутые ранее: i.например, термопласты, термореактивные и эластомерные клеи, тогда как синтетические неорганические клеи включают клеи на неуглеродной основе, такие как цемент и строительный раствор.

Пример неорганического клея - раствор для укладки плитки.

Изображение предоставлено: Bilanol / Shutterstock.com

Клейкий материал

Как указано выше, существует несколько различных типов соединений, из которых получают клеи, включая акрил, неопрен, полиуретан, силикон и уретан.Эти различные соединения можно разделить на более крупные зонтичные группы, из которых наиболее часто используются синтетические материалы, такие как:

  • Термопластические клеи : Термопластические клеи не требуют периода отверждения. Вместо этого после нанесения клея он либо охлаждается (например, в случае клеев-расплавов), либо высыхает (например, в случае клея), образуя адгезионное соединение между субстратами.

    Поскольку термопластические материалы не требуют периода отверждения, они не претерпевают физических или химических изменений при нагревании.Следовательно, их можно переплавить и переработать для использования в будущем. Хотя эта способность дает некоторое преимущество в отношении долгосрочных затрат на клей, она также ограничивает подходящие рабочие температуры и условия окружающей среды (в частности, химическое воздействие и воздействие растворителей) для термопластичных клеев.

    Некоторые из составов, из которых изготавливаются термопластические клеи, включают производные целлюлозы, полиакрилаты, простые полиэфиры, полисульфоны, насыщенные полиэфиры, а также виниловые полимеры и сополимеры.

  • Термореактивные клеи : В отличие от термопластичных клеев, термореактивные клеи требуют периода отверждения. При первом нанесении на основу термореактивные клеи содержат короткие полимерные молекулы. Однако в процессе отверждения эти клеи подвергаются необратимой химической реакции сшивки, которая связывает длинные цепи молекул полимера. Эта реакция изменяет физические свойства и химический состав термопластичных клеев, позволяя им затвердеть и адгезивному соединению затвердеть.В зависимости от типа используемого термореактивного клея существует несколько методов его отверждения, включая приложение тепла и давления или воздействие влаги, излучения или катализатора.

    Поскольку термореактивные адгезивы требуют периода отверждения для схватывания клеевого соединения, эти типы адгезивов не могут быть достаточно размягчены для изменения положения или регулировки или повторного использования для будущих применений крепления. Кроме того, хотя они обычно проявляют большую стойкость к нагреванию и растворителям и обеспечивают более высокую прочность сцепления, чем термопластические клеи (что делает их пригодными для применения в конструкциях), экстремальные температуры все же могут приводить к деградации или ослаблению адгезионного соединения.

    Некоторые из составов, из которых изготавливаются термореактивные клеи, включают аминопласты, эпоксидные смолы, фураны, фенольные смолы, полиароматические соединения и ненасыщенные полиэфиры. Эти клеи доступны в нескольких формах, включая жидкости, пасты и твердые вещества, а также однокомпонентные или многокомпонентные растворы.

  • Эластомерные клеи : Эластомерные клеи, такие как резиновые клеи, могут быть изготовлены из натуральных или синтетических эластомеров. Благодаря естественной эластичности, прочности и способности противостоять растягивающим и сжимающим нагрузкам эти типы клеев подходят для приложений, требующих высокой прочности сцепления, особенно для неравномерных нагрузок.

    Эластомерные клеи доступны в нескольких формах, включая жидкости, пасты, ленты и одно- или многокомпонентные растворы. В зависимости от состава используемого типа может потребоваться период отверждения для схватывания адгезионного соединения.

  • Гибридные клеи : Гибридные клеи получают путем слияния термопластичных, термореактивных и эластомерных смесей, которые демонстрируют некоторую комбинацию предпочтительных характеристик выбранных материалов. Например, гибридный клей может выражать устойчивость к отслаиванию и удару, демонстрируемую эластомерными клеями, а также высокую стойкость к нагреванию и растворителям, демонстрируемую термореактивными клеями.Эти клеи доступны в виде жидкостей, пленок, а также одно- или многокомпонентных растворов.
  • Добавки : В дополнение к стандартным соединениям, содержащимся в конкретном типе клея (как указано выше), для некоторых приложений могут также потребоваться добавки для улучшения качества клея. Например, красители (такие как краситель или пигменты) могут быть добавлены в эстетических целях, пластификаторы могут быть добавлены для увеличения гибкости, а наполнители (такие как слюда, оксид алюминия, диоксид кремния и т. Д.)) можно добавить, чтобы расширить формулу и улучшить конкретные рабочие характеристики.
Нанесение клея на основе силикона на прозрачную стеклянную панель.

Изображение предоставлено: noprati somchit / Shutterstock.com

Реакционная способность клея

Реакционная способность клея относится к методу, с помощью которого клей затвердевает и затвердевает адгезионное соединение. В зависимости от используемого клея существует несколько различных методов отверждения, в том числе:

  • Химическая реакция
  • Потеря растворителя
  • Охлаждение
Отверждение путем химической реакции

Что касается клеев, химическая реакция, в зависимости от используемого клея, относится к реакции клея с отвердителем или другим катализатором, таким как тепло, влажность, ультрафиолетовое (УФ) излучение и недостаток кислорода.

Клеи, затвердевающие в результате химической реакции, по своей природе являются термореактивными. Следовательно, они обычно обладают высокой прочностью связи, обладают значительной термостойкостью и стойкостью к растворителям и подходят для структурных и неструктурных применений. Кроме того, их можно использовать для склеивания подложек с большей площадью поверхности.

Химически активные клеи доступны в нескольких формах, включая однокомпонентные и многокомпонентные растворы, а также жидкости, пасты, ленты, пленки и порошки.Некоторые примеры клея этого типа включают акриловые, анаэробные, цианоакрилатные и эпоксидные клеи.

Пример химически активных клеев - цианоакрилатные «мгновенные» клеи.

Изображение предоставлено: Toagosei America, Inc.

Затвердевание за счет потери растворителя

Клеи на основе растворителей, такие как латексы на водной основе или другие водные дисперсии, затвердевают из-за испарения или диффузии растворителя. Растворители служат в качестве материалов-носителей в этих типах клеев, снижая их вязкость и позволяя наносить их на основу.После нанесения клея на основе растворителя на подложку, растворитель испаряется из клея в атмосферу или диффундирует в подложку, позволяя увеличивать вязкость, высыхать клею и, в конечном итоге, затвердевать клеевому соединению.

Эти типы клея доступны в нескольких формах, в том числе

  • Контактные клеи : Обычно наносимые распылением или валиком, контактные клеи представляют собой клеи с высокой когезионной прочностью, которые необходимо наносить на обе основы для образования адгезионного соединения.После нанесения на подложку клей подвергается периоду сушки, в течение которого часть его растворителя испаряется (в некоторых случаях с добавлением тепла) для развития липкости клея. После достижения оптимального уровня липкости наступает короткий промежуток времени, в течение которого два склеиваемых материала должны соприкоснуться. В пределах этого окна свойства клея и приложение давления позволяют формировать клеевое соединение.
  • Клеи, чувствительные к давлению (PSA): В то время как клеи, чувствительные к давлению, наносятся так же, как и контактные клеи (т.е.например, нанесены на основу и оставлены для высыхания), в отличие от контактных клеев, они проявляют постоянную липкость даже после полного затвердевания. Благодаря такому качеству, эти типы клеев могут быть предварительно нанесены на основу (например, пленку, форму или другой материал основы) и распределены по мере необходимости. Одним из распространенных примеров клея, чувствительного к давлению, являются клейкие ленты.
  • Клеи на основе смол на основе растворителей : Клеи на основе смол на основе растворителей, также известные как клеи на основе смол, представляют собой клеи, которые обычно наносятся на пористые поверхности.Пористость позволяет этим клеям стекать в полости и выступы субстрата и вокруг них. По мере того, как растворитель испаряется или диффундирует в основу, клей затвердевает и механически сцепляет две основы вместе.
  • Реактивируемые клеи : Реактивируемые клеи, также известные как адгезивы, активируемые растворителями, представляют собой клеи, которые предварительно наносятся на основу и дают высохнуть до нелипкого состояния для хранения и транспортировки. При необходимости эти клеи можно повторно активировать (т.е.е., снова сделав его липким) нанесением растворителя, который позволяет склеивать субстраты вместе при контакте и давлении. Одним из распространенных примеров клея этого типа являются штампы, активируемые влагой.
Пример клея, чувствительного к давлению - клейкие ленты для воздуховодов.

Изображение предоставлено: Mehmet Cetin / Shutterstock.com

Отверждение при охлаждении

Отверждение при охлаждении происходит в твердых клеях (обычно клеях на основе термопластов), которые подвергаются условиям плавления.Расплавление клея позволяет им размягчиться, растекаться по поверхности и наноситься на субстрат (субстраты). После нанесения расплавленный клей остывает и затвердевает, образуя связь между субстратами. Одним из примеров клеев, в которых используется этот метод нанесения путем нагрева и плавления, является горячий клей.

Пример клеев, затвердевающих при охлаждении - горячие клеи.

Изображение предоставлено: nanantachoke / Shutterstock.com

Клейкая форма

Как указано выше, существует несколько различных классификаций и категорий клеев, каждая из которых обладает различными свойствами и характеристиками.В зависимости от используемого клея они также доступны в различных физических формах, в том числе:

  • Жидкость (без растворителей)
  • Паста (без растворителей)
  • На основе растворителей
  • Цельный

Жидкие и пастообразные клеи доступны в виде однокомпонентных или многокомпонентных растворов без растворителей. Клеи на основе растворителей обычно бывают в жидкой форме, но классифицируются отдельно от общей категории жидких клеев, поскольку они требуют дополнительных условий для использования - i.е. материалы и окружающая среда, способствующие затвердеванию за счет испарения или диффузии (потеря растворителя). Твердые клеи доступны во множестве различных форм, включая листы, порошки, а также различные формы и преформы.

В таблице 1 ниже приведены некоторые характеристики клеев по форме, а также приведены некоторые примеры.

Таблица 1 - Характеристики и примеры клеев по форме
Примечание: если применимо, «A» указывает на выгодные характеристики, а «D» указывает на невыгодные характеристики.
Примечание 2: «A или D, в зависимости от» указывает, что характеристика может быть выгодной или невыгодной в зависимости от технических характеристик и требований приложения.

Форма

Характеристики

Примеры

Жидкость

  • Наиболее распространенная форма
  • Без растворителя (A)
  • Предлагается в виде однокомпонентных или многокомпонентных решений
  • Свободнотекучий, с низкой вязкостью (A или D, в зависимости)
  • Склонность к растеканию, растеканию и провисанию в период отверждения (D)
  • Простое нанесение с помощью разбрасывателей, распылителей или кистей (A)
  • Требуется период отверждения (D)
  • Можно наносить тонкими слоями (A)
  • Подходит для любого навесного оборудования

Паста

  • Без растворителя (A)
  • Предлагается в виде однокомпонентных или многокомпонентных решений
  • Плотный, с высокой вязкостью (A или D, в зависимости)
  • Устойчивость к растеканию, растеканию и провисанию в период отверждения (A)
  • Нанесение с помощью разбрасывающего оборудования (например,г., шпатель, пистолет для конопатки и т. д.)
  • Требуется период отверждения (D)
  • Высокая прочность на сдвиг и ползучесть (A)
  • Подходит для навесного оборудования, требующего заполнения зазора (A)
  • Паста мука / крахмал
  • Клеи строительные
  • Некоторые эпоксидные смолы
  • Некоторые акриловые клеи

На основе растворителей

  • Вода или другой растворитель действует как носитель
  • Доступен в нескольких составах (A)
  • Низкая вязкость (A)
  • Требуются условия, способствующие испарению / диффузии (D)
  • Нанесение распылением, окунанием или кистью
  • Для некоторых типов требуется период отверждения (D)
  • Выбросы ЛОС (D)
  • Клей контактный
  • Белый / столярный клей
  • Термореактивные эпоксидные смолы
  • Термопластические эмульсии
  • СРП

Цельный

  • Доступен в термопластических / термореактивных формулах
  • Не требует дозирования / смешивания (A)
  • Практически нет отходов (A)
  • Более простая транспортировка и хранение (A)
  • Длительный срок хранения (А)
  • Клейкие листы
  • Адгезивные порошки
  • Клеящиеся формы / сплошные формы

Лист

  • Поставляется в виде лент или пленок
  • Доступен в рулонах или высеченных отрезках / формах
  • Доступен как активируемый давлением, нагреванием или растворителем
  • Ленты с опорными волокнами
  • Пленки не имеют опорных волокон
  • Униформа (A)
  • Простое нанесение (A)
  • Высокая прочность на сжатие (A)
  • Подходит для крепления на большой площади (A)
  • Не подходит для навесного оборудования, требующего заполнения зазора (D)

Порошок

  • Также доступны в виде преформ / сплошных форм
  • Не требует дозирования / смешивания (A)
  • Для нанесения / отверждения требуется нагревание или активация растворителем (D)
  • Трудно нанести единообразно (D)
  • Клеи на растительной основе (например,г., соевые, декстриновые и др. клеи)
  • Клеи животного происхождения (например, казеиновые клеи)

Форма / Предварительно сформированная

  • Доступен в термопластических / термореактивных формулах
  • Доступен в нескольких формах / формах: листы, кольца, палочки и т. Д.
  • Не требует дозирования / смешивания (A)
  • Требуется активация нагрева для нанесения (D)
  • Требуется давление во время затвердевания (D)

Рекомендации по выбору клеев

Несмотря на то, что существует несколько типов клеев, пригодность каждого типа для прикрепления или склеивания подложек зависит от технических характеристик и требований области применения.Некоторые из факторов, которые профессионалы отрасли должны учитывать при выборе клея для своего применения, включают:

  • Приложение : Технические характеристики и требования приложения в значительной степени определяют классификацию клеев, наиболее подходящих для использования. Например, если приложение требует поддержки для больших нагрузок, может потребоваться структурный клей; в то время как, если нанесение носит преимущественно эстетический характер или предполагает более легкие нагрузки, может быть достаточно неструктурного или полуструктурного клея.Некоторые из других требований к применению, о которых следует помнить, - это типы нагрузок, которые адгезив должен выдерживать (например, сдвиг, растяжение, сжатие, отслаивание, расщепление и т. Д.), Поскольку они могут повлиять, если и когда адгезионное соединение разорвется.
  • Окружающая среда : Условия окружающей среды, в которых находится клей, могут повлиять на ослабление прочности клеевого соединения. Некоторые из факторов окружающей среды, которые следует учитывать, которые могут влиять на характеристики и характеристики клея, включают температуру, влажность, погоду, радиацию, кислотность и щелочность, а также биоагенты.В зависимости от условий окружающей среды доступны клеи, способные противостоять им, такие как огнестойкий клей и высокотемпературные клеи.
  • Производство : Этапы производства клеев включают не только этапы нанесения и отверждения, но также этапы хранения, обращения и утилизации. Некоторые из производственных факторов, о которых следует помнить, включают срок годности клея и срок службы , условия и методы, необходимые для нанесения и, если применимо, отверждения, а также стандарты и протоколы, необходимые для безопасного использования и утилизации.
  • Материал подложки : Чтобы правильно установить адгезионное соединение, клей должен быть совместим с подложкой (-ами) - т.е. клей притягивается и может прилипать к подложке (-ам) одним или несколькими способами: адгезия. Некоторые клеи даже классифицируются по типу подложек, с которыми они совместимы. Например, адгезивы для склеивания пенопласта используются для склеивания пенопластовых субстратов вместе, адгезивы для связывания металлов для соединения металлических субстратов друг с другом и адгезивы для связывания резины с металлом для связывания резины с металлическими субстратами.
  • Стоимость : Стоимость клея включает не только начальную цену вещества, но и стоимость рабочей силы, дозирования, нанесения и (если применимо) оборудования для отверждения, а также время отверждения и обработки (время простоя). . Несмотря на то, что необходимо выбрать клей, который эффективно удовлетворяет требованиям области применения, также важно учитывать общие затраты на выбранный клей, чтобы лучше определить, стоит ли его вложения.
  • Другое : Помимо упомянутых выше, необходимо учитывать другие факторы, включая размеры области склеивания, а также стандарты или требования к качеству.

Применение клеев

Клеи и оборудование для дозирования клеев для упаковки.

Кредит изображения: Glue Dots International

Клеи

используются в промышленности для склеивания и крепления различных материалов. Доступны несколько типов клеев, которые используются (и подразделяются) на широкий спектр отраслей и областей применения, в том числе:

Основная терминология клея

Adherend : термин, используемый для обозначения основы после нанесения клея

Адгезия : Мера прочности соединения между клеем и основой

Разрыв адгезива : Термин, используемый для описания разрушения адгезионного соединения в результате невозможности установить адекватное соединение между адгезивом и адгезивом

Прочность соединения : мера долговечности крепления, основанная на совокупных силах, которые сопротивляются разделению двух подложек, соединенных клеем, включая адгезию и когезию, и общей величине напряжения, включая растяжение, сжатие, отслаивание и т. Д. сдвиг и т. д.- требовалось преодолеть эти силы

Когезия : мера прочности прикрепления клея (т.е. химических и межмолекулярных связей между компонентами клея)

Разрыв когезии : Термин, используемый для описания разрушения адгезионного соединения в результате того, что прочность связи между адгезивом и адгезивом превышает прочность связей между атомами и молекулами адгезива (когезионное разрушение адгезива). клей) или адгезив (когезионное разрушение адгезива).

Интерфейс : В клеевом шве площадь контакта между клеем и клеем

Соединение : Место, в котором две основы склеиваются клеем

Срок годности : время, в течение которого клей может храниться после изготовления и оставаться пригодным для использования в качестве прикрепления

Подложка : Материал или вещество, на которое наносится клей

Срок годности : Время между смешиванием и дозированием клея и моментом, когда он становится непригодным для применения в приложениях для прикрепления

Сводка

Это руководство дает общее представление о клеях, доступных типах и рекомендациях по их использованию.

Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к руководствам и официальным документам Thomas или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы найдете информацию о более чем 500 000 коммерческих и промышленных поставщиков.

Источники
  1. https://www.britannica.com/technology/adhesive
  2. http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Adhesive
  3. https://science.jrank.org/pages/91/Adhesive.html
  4. https://www.adhesives.org/adhesives-sealants/science-of-adhesion/design-of-adhesives-bonds/types-of-adhesives
  5. https: // www.adhesives.org/adhesives-sealants/adhesive-selection/types-of-glue-glue-tips
  6. https://www.gvsu.edu/arttech/glue-and-adhesives-12.htm
  7. https://d-lab.mit.edu
  8. https://polymerinnovationblog.com/wp-content/uploads/2015/02/handbook-of-adhesive-technology.pdf
  9. http://users.fs.cvut.cz/libor.benes/vyuka/lepeni/Handbook%20of%20Adhesives%20and%20Sealants.pdf
  10. https://www.adhesives.org/adhesives-sealants/science-of-adhesion/adhesion-cohesion
  11. http: // theadhesivesexpert.com / adhesives-failure-epoxy-failure /
  12. http://www.uobabylon.edu.iq
  13. http://www.adhesionassociates.com/papers/46%20Importance%20of%20Failure%20Mode%20Indentification%20ICCM%2012%20Paris.pdf
  14. https://www.pharosproject.net/uploads/files/sources/1828/ASCouncil-AdhesiveGlossary.pdf
  15. https://books.google.com/books?id=CRt97aa7cnMC&pg=PA182&lpg=PA182&dq=%22synthetic+inorganic+adhesives%22&source=bl&ots=QPfnxFsiA4&sig=ACfU3U1gzG9sNDyY99sqLLj-6yavSGPn7w&hl=en&sa=X&ved=2ahUKEwiDx-D1qNfhAhUKT98KHWO-AOcQ6AEwAHoECAIQAQ#v= onepage & q =% 22synthetic% 20inorganic% 20adhesives% 22 & f = false
  16. https: // info.aronalpha.net/blog/a-starters-guide-to-automobile-super-glue

Клеи прочие изделия

Еще из Клеи и Герметики

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Типы и характеристики клея

Во многих случаях использование клеев, чувствительных к давлению, и клеев HATS может устранить механические системы крепления (скобы, гвозди или удерживающие зажимы) и связанные с ними проблемы, такие как стоимость, вес и поломка.PSA и HATS часто повышают производительность в процессе окончательной сборки, обеспечивая более быстрый и эффективный способ прикрепления уплотнений и прокладок к конечному продукту.

Чтобы начать процесс выбора клея, важно получить ответы на несколько основных вопросов:

1. На какую основу будет наноситься клей?

2. В каком диапазоне температур клей будет работать и с какими химическими веществами он будет контактировать?

3.Будет ли клей контактировать с влагой или солнечным светом?

4. Будет ли клей работать после укладки?

Бумага и пленочные ленты с двойным покрытием, а также системы термосваренных лент предлагают определенные преимущества в зависимости от соединяемых поверхностей, требуемой прочности склеивания и факторов окружающей среды, таких как температура и химическая стойкость.

Клеи на резиновой основе - h4

Клеи на основе каучука очень термопластичны.Добавление тепла смягчит клей и напрямую повлияет на его функцию. Эти типы клеев имеют высокую начальную адгезию к основанию. В этом отличие от акрила, для достижения максимальной прочности которого может потребоваться от 48 до 72 часов.

Клей на акриловой основе - h3

Акриловые клеи полярны по своей природе и имеют тенденцию хорошо прилипать к полярным субстратам, таким как металлы, стекло, полиэфиры, поликарбонаты и неопрены.И наоборот, акриловые материалы плохо связываются с неполярными поверхностями, такими как полиэтилен, полипропилен (олефины), EPDM и силиконы.

Акрил по своей природе термопластичен; они размягчаются при нагревании и затвердевают при охлаждении. Они по своей природе мягкие при температуре окружающей среды. Мягкость при комнатной температуре позволяет им течь под легким давлением и обеспечивает хороший плотный контакт с субстратом. Эта способность течь очень важна при приклеивании к неровной или шероховатой поверхности.

Акрил очень хорошо стареет в присутствии озона, ультрафиолета и короны из-за насыщения полимерной основы.

Клей для HATS / ST

Термосклеиваемые клеи представляют собой термоактивированные ленты из вспененного акрила средней плотности, используемые для прикрепления прокладок к широкому спектру поверхностей.

Эти клеи характеризуются высокой адгезией и удерживающей способностью, а также образуют прочные и долговечные связи на большинстве поверхностей подложек. Они обладают мгновенной адгезией и обеспечивают непрерывное уплотнение от проникновения влаги, грязи и шума.

Они термически скрепляются с экструдированным профилем с помощью специально разработанного оборудования для термического ламинирования. При правильном нанесении достигается прочное соединение между лентой и поверхностью экструзии, что обеспечивает прикрепляемый профиль, который можно приклеивать к большому количеству материалов поверхности.

Прокладки

, в которых используются эти ленты, обеспечивают отличные характеристики как при высоких, так и при низких температурах. Ленты представляют собой высокоэффективные составы, разработанные для удовлетворения различных требований, включая удерживающую способность, устойчивость к ультрафиолетовому излучению, влагостойкость, стойкость к солевому туману и многое другое.

Когезионные и адгезионные свойства сшитых полугибких биополимерных сетей

Биомолекулярные полугибкие полимерные сети с устойчивой длиной, значительно превышающей длину одиночных полимерных цепей, выполняют важные структурные и адгезионные роли в биологии, биоматериалах, науке о пищевых продуктах и ​​многих других областях.Хотя взаимосвязь между структурой и вязкоупругостью полугибких полимерных сеток была исследована ранее, остается сложной задачей систематически связать свойства фибрилл и сетки с когезионными и адгезионными свойствами, которые определяют функцию этих материалов. Чтобы решить эту проблему, здесь мы используем крупномасштабное моделирование молекулярной динамики, чтобы полностью выяснить, как работа адгезии полугибкой полимерной сети к поверхности зависит от плотности сшивки и длины устойчивости фибрилл.Две возникающие характеристики сети - это ее эластичность и энергия на границе раздела с поверхностью. Жесткие сети, которые либо сильно сшиты, либо имеют фибриллы с высокой устойчивой длиной, как правило, имеют более низкую межфазную энергию и, следовательно, более низкую работу адгезии. Для слабо сшитых сетей с гибкими фибриллами в адгезиве во время отслоения должна накапливаться значительная энергия деформации, что создает дополнительные штрафы за отслоение. Увеличение стойкости при сохранении постоянной плотности сшивки приводит к пористым сеткам с низкой плотностью, что приводит к оптимальной длине стойкости фибрилл, при которой достигается максимальная работа адгезии на массовую плотность для данной плотности сшивки.Для любой данной персистентной длины фибриллы увеличение плотности сшивки оказывает незначительное отрицательное влияние на массовую плотность сети и межфазную энергию. Обнаружена критическая плотность сшивки, ниже которой сети не обладают значительной несущей способностью. Слабо сшитые сети выше этого порога поглощают больше энергии деформации во время десорбции и, следовательно, обладают большей работой адгезии. Конфликт между плотностью массы и жесткостью приводит к немонотонной тенденции между отношением работы адгезии к межфазной энергии и продолжительностью устойчивости.Эти результаты обеспечивают физическое понимание механизмов адгезии биоматериалов на основе сшитых полугибких полимерных сетей и раскрывают важные принципы разработки биоадгезивов.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент... Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Критическая проблема в разработке трансдермальных пластырей

трансдермальные системы с лекарством в адгезиве

эстрадиола. Eur J Pharm Biopharm

2011; 52 (2): 173-80

56.Karwoski AC, Plaut RH. Эксперименты по отслаиванию липких лент

с предплечий человека

. Skin Res Technol

2004; 10 (4): 271-7

.. Оценка in vivo факторов

, влияющих на силу, необходимую для отслаивания

пятна от кожи.

57. Balaguer-Fernandez C, Padula C,

Femenia-Font A, et al. Разработка и оценка

окклюзионных систем с использованием поливинилового спирта

для трансдермальной доставки

сукцината суматриптана.Drug Deliv

2010; 17 (2): 83-91

58. Lopez-Cervantes M, Escobar-Chavez JJ,

Casas-Alancaster N, et al. Разработка

и характеристика трансдермального пластыря

и эмульгеля, содержащего

канамицина, предназначенных для использования в лечении

мицетомы, вызванной

Actinomadura madurae. Drug Dev

Ind Pharm 2009; 35 (12): 1511-21

59. Raynaud JP, Auges M, Liorzou L, et al.

Адгезивность нового пластыря

тестостерон в адгезивной матрице

после экстремальных условий.Int J Pharm

2009; 375 (1-2): 28-32

60. Renvoise J, Burlot D, Marin G,

Derail C. Отслаивание PSA на вязкоупругих подложках

: критерий разрушения. J Adhes

2007; 83 (4): 403-16

.. Зависимость между реологической характеристикой

PSA и разрывом отслаивания

с использованием деформируемой адгезивной пластины.

61. Fauth C, Wiedersberg S, Neubert RHH,

Dittgen M. Клейкая подложка из фольги

взаимодействий, влияющих на эластичность,

прочности сцепления ламинатов и как

интерпретировать эти свойства фирменных трансдермальных пластырей

.Drug Dev

Ind Pharm 2002; 28 (10): 1251-9

.. Исследование влияния заднего слоя

на силу адгезии на 180 °.

62. Minghetti P, Cilurzo F, Montanari L.

Оценка адгезионных свойств

пластырей на основе акриловых матриц.

Drug Dev Ind Pharm 1999; 25 (1): 1-6

63. Maillard-Salin DG, Becourt P,

Couarraze G. прохождение лекарства.

Int J Pharm 2000; 200: 121-6

64. Wokovich AM, Brown SA,

McMaster FJ, et al. Оценка

подложек на 90 ° адгезии - совместное исследование

. I. Медицинские ленты.

J Biomed Mater Res B Appl Biomater

2008; 87 (1): 105-13

65. Wokovich AM, Brown SA, Shen M,

et al. Оценка оснований на адгезию отслаивания 90

- совместное исследование. II.

Системы трансдермальной доставки лекарств.

J Biomed Mater Res B Appl Biomater

2009; 88 (1): 61-5

66. Diridollou S, Patat F, Gens F, et al. В модели

vivo механические свойства

кожи человека под всасыванием.

Skin Res Technol 2000; 6: 214-21

67. Сандерс Р. Эластичность кожи человека при кручении

in vivo. Pflugers Arch

1973; 342: 255-60

68. Sugihara T., Ohura T., Homma K,

Igawa HH. Растяжимость кожи человека

: варьируется в зависимости от возраста и местонахождения.

Br J Plast Surg 1991; 44: 418-22

69. Pailler-Mattei C, Bec S, Zahouani H. В

vivo измерения эластичных механических свойств

кожи человека с помощью

тестов вдавливания. Med Eng Phys

2008; 30 (5): 599-606

70. Renvoise J, Burlot D, Marin G,

Derail C. Характеристики сцепления чувствительных к давлению клеев

на вязкоупругой синтетической пленке модели

: инструмент

для понимания адгезии на коже человека

.Int J Pharm 2009; 368: 83-8

71. Plaut RH. Двумерный анализ отслаивающейся липкой ленты

с кожи человека.

J Adhes 2010; 86 (11): 1086-110

72. Plaut RH. Отслаивающая самоклеящаяся лента

из тонкой эластичной ленты.

J Adhes 2010; 86 (7): 675-97

73. Лир И., Хабер М., Додюк-Кениг Х. Материал поверхностной модели Skin

в качестве основы для тестирования адгезии к коже

. J Adhes

Sci Technol 2007; 21 (15): 1497-512

.Разработка модели кожи

in vitro, подходящей для разработки силы отслаивания.

74. Гал А., Нусинович А. Пластификаторы в

производстве новых кожных биоадгезивов

пластырей. Int J Pharm 2009; 370 (1-2): 103-9

75. Bait N, Grassl B, Derail C,

Benaboura A. Гидрогелевые нанокомпозиты

в качестве чувствительных к давлению клеев для

кожных контактов .

Soft Matter 2011; 7 (5): 2025-32

76.Чиверс Р.А. Легкое снятие давления

чувствительных клея для кожных аппликаций.

Int J Adhes Adhes 2001; 21 (5): 381-8

77. Zahouani H, Pailler-Mattei C, Sohm B,

et al. Характеристика механических свойств

кожного эквивалента

по сравнению с кожей человека in vivo с помощью тестов вдавливания

и статических фиктивных тестов.

Skin Res Technol 2009; 15: 68-76

78. Gutschke E, Bracht S, Nagel S,

Weitschies W.Тестирование адгезии

трансдермальных матричных пластырей

с зондом

Тест на липкость

- In vitro и in vivo

Оценка

. Eur J Pharm Biopharm

2010; 75 (3): 399-404

79. Gullick DR, Pugh WJ, Ingram MJ, et al.

Состав и характеристика пластыря

этилового эфира каптоприла в адгезивном виде

для чрескожного впитывания.

Drug Dev Ind Pharm 2010; 36 (8): 926-32

80. Minghetti P, Cilurzo F, Casiraghi A,

Montanari L.Применение вискозиметрии

и параметров растворимости в разработке пластырей миконазола

. Int J Pharm

1999; 190: 91-101

81. Hai NT, Kim J, Park ES, Chi SC.

Состав и биофармацевтический препарат

оценка трансдермального пластыря

, содержащего бензтропин. Int J Pharm

2008; 357 (1-2): 55-60

82. Lin SY, Lee CJ, Lin YY. Влияние пластификаторов

на совместимость, механические свойства

и адгезионную прочность пленок Eudragit E без лекарств

.Pharm Res

1991; 8 (9): 1137-43

83. Sheu MT, Chen LC, Ho HO.

Одновременная оптимизация

чрескожной доставки и адгезии для припарок кетопрофена

. Int J Pharm

2002; 233 (1-2): 257-62

84. Elgindy N, Samy W. Оценка механических свойств

и высвобождения лекарственного средства

сшитых пленок Eudragit, содержащих

метронидазола. Int J Pharm

2009; 376 (1-2): 1-6

85.Ko CU. Эффект проникновения через кожу

усилителей трансдермальной доставки лекарств

адгезивов на адгезию и раздражение кожи.

Int Symptom Control Rel Bio Mater

1996; 23: 281-2

86. Mehdizadeh A, Ghahremani MH,

Rouini MR, Toliyat T. Влияние

клеев, чувствительных к давлению, и химических усилителей проницаемости

проницаемость фентанила через иссеченную

кожу крысы. Акта Фарм 2006; 56: 219-29

87.Тагизаде С.М., Лахутифард Ф.

Эффект трансдермальных наполнителей на адгезионную силу

адгезива, чувствительного к давлению

. Iran Polym J 2003; 12 (3): 243-8

88. Тренор С.Р., Саггс А.Е., Лав Б.Дж. Влияние

усилителей проникновения на термомеханические свойства

и отслаивание

Адгезивные свойства: критическая проблема при разработке трансдермальных пластырей

44 Мнение экспертов. Препарат Делив. (2012) 9 (1)

Мнение эксперта. Препарат Делив.Загружено с сайта informahealthcare.com пользователем Biblioteca Alberto Malliani 26.01.12

Только для личного использования.