Compozițiile și aderența polimerilor

Proprietățile materialelor compozite polimerice sunt determinate de mai mulți factori. Materialul compozit este format din mai multe etape între care există o limită. Prin urmare, unul dintre cei mai importanți factori care determină proprietățile CM este eficiența interacțiunii dintre faze, numita adeziune. Atunci când o sarcină este aplicată materialului compozit cu aderență redusă între distrugere faze va avea loc la interfața. Nu contează cât de puternică fază nu au fost ele însele, la o aderență redusă de compoziție va avea între ele în mod evident proprietăți de rezistență scăzută.

Ce este adeziunea? Există mai multe definiții complementare.

Adeziunea - molecular legătură are loc între suprafețele de corpuri diferite aduse în contact [1].

Adeziunea - munca termodinamică necesară pentru a realiza separarea în condițiile de echilibru menționate două organisme diferite în contact [1].

Există o noțiune legat de coeziune adeziune. Coeziune - un corp de adeziune la el.

Pentru formarea corpului legăturii moleculare heterogene trebuie aproximat la distanța forțelor moleculare (mai multe angstromi). Pentru o astfel de convergență pe întreaga suprafață este necesar să existe cel puțin unul dintre corpurile era lichid. În formarea legăturii adezive între fluidul lichid și solid numit adeziv. și solid - substrat. După formarea legăturii adeziv lichid poate fi convertită în stare solidă, prin răcire sau „reticulare“. Astfel, legătura moleculară între corpurile se conservă complet sau parțial.

Conceptul de adeziune este direct legată de energia de suprafață a corpurilor. Tensiunea superficială (sau energia liberă de suprafață) - energia care trebuie cheltuite pentru a forma unități de noua suprafață.

În formarea legăturii adezive în loc de două interfețe aparținând organismelor aduse în contact, există o nouă - între aceste organisme. Prin urmare, energia de suprafață a suprafețelor de două corpuri dispare și energia suprafețelor nou formate. Pe baza acestei și legea de conservare a muncii echilibru aderență energie se calculează din corpurile de tensiune de suprafață:

unde: Wa - munca de adeziune, g1 și g2 - tensiune superficială a fazelor 1 și 2, G12 - tensiune superficială între fazele 1 și 2.

tensiune de suprafață solidă și o valoare de măsură tensiunea interfacială între lichid și greu solid. În acest caz, aderența poate fi determinată pe baza fenomenului de umezire (fig. 2.1).

Pentru picăturii în echilibru pe o suprafață solidă, egalitatea forțelor de tensiune de suprafață poate fi scrisă ca:

în care GT-r - echilibrul tensiunii superficiale a corpului solid; gzh-r - tensiune superficială de echilibru a lichidului; GT-F - tensiunea interfacială la solid - lichid; q - unghiul de contact.

Fig. 2.1 forțelor de tensiune de suprafață care acționează asupra picăturii de lichid pe o suprafață solidă.

Ecuațiile (2.1) și (2.2) implică faptul că Dupre - Jung:

Astfel, dacă este cunoscută tensiunea superficială a lichidului, apoi pentru a determina funcționarea alipirea lichid la suprafață este suficientă pentru a măsura unghiul de contact al lichidului de suprafață solidă. Cu toate acestea, pentru a măsura acest unghi se poate scurge numai lichide cu viscozitate scăzută. acest unghi este imposibil de măsurat topiturilor de polimeri cu viscozitate ridicată, și ca urmare nu poate fi determinată și activitatea termodinamică a aderenței polimerului la o suprafață solidă.

Măsură de lucru de echilibru al aderenței dintre polimer și solid, în majoritatea cazurilor, nu este posibil din cauza polimerilor cu vâscozitate foarte mare. Prin urmare, în ceea ce privește polimerii nu este determinată de adeziune și adeziune rezistență. Aceasta este măsurată ca rezistența la compresiune sau distrugerea specifică a legăturii dintre adeziv și substrat [1]. Din punct de vedere practic atunci când se utilizează polimeri ca adezivi sau matrice pentru FRP este important, nu lucrarea de adeziune, și rezistența mecanică a polimerului datorită altă suprafață.

Cu toate acestea, atunci când eșecul mecanică a muncii lipire consumat coaja de două corpuri nu este numai pentru a depăși adeziunea, ci pe celelalte procese laterale (deformarea corpului, depășirea forțelor de legăturile mecanice, etc.). Prin urmare, nu numai amploarea, ci și conceptul de adeziune și puterea adezivă nu sunt identice, iar acestea ar trebui să fie în mod clar separată.

Metode de determinare a rezistenței adezive foarte mult. Alegerea lor depinde de ce fel de sarcină va fi expus la adeziv de obligațiuni în timpul funcționării. Cu toate acestea, a celor trei metode utilizate cel mai frecvent pot fi identificate - este puterea de adeziune la izolare normală (Figura 2.2 a.) Peel (Figura 2.2 b). Și la forfecare (figura 2.2.).

Fig. 2.3 Tipuri de daune: a - adeziv; b - coeziune; în - mixt

Se înțelege că aderența între faze în PCM - un factor foarte important în determinarea proprietăților materialului compozit. În consecință, puterea de predicție a adeziunii este foarte importantă în abordarea științifică a problemei dezvoltării compozite polimerice.

Există mai multe teorii ale aderenței. Principala sarcină a tuturor acestor teorii - prezice o rezistență de aderență între substanțe pe baza structurii lor chimice, structura și condițiile de formare a de contact între ele. În prezent, există mai multe teorii de adeziune: teoria adeziune mecanică, adsorbtie, electrice, de difuzie, elektrorelaksatsionnaya, precum și alte teorii, interpretări diferite ale mecanismului de formare și de distrugere a legăturii adezive.