Теории адгезии - Лабораторная Работа, раздел Механика, Структурных и механических характеристик пенопластов Под Адгезией Принято Понимать Сцепление, Возникающее Между Двумя Приведенными...
Под адгезией принято понимать сцепление, возникающее между двумя приведенными в соприкосновение разнородными материалами.
В случае клеевых соединений адгезия – это сцепление между клеящим веществом и склеиваемой поверхностью, если они разнородны.
При рассмотрении адгезионных явлений необходимо учитывать и когезию.
Когезия– сцепление между атомами и молекулами однородного материала (например, между атомами или молекулами клея).
Единой теории склеивания (адгезии) нет, так как ни одна из теорий не может объяснить всего многообразия и специфичности явлений, возникающих на различных стадиях склеивания и в готовых клеевых соединениях. Поэтому существует несколько теорий адгезии, объясняющих различные частные случаи процессов склеивания.
Рассмотрим основные теории адгезии.
Адсорбционная теория адгезии – рассматривает образование связи между клеящим веществом и склеиваемым материалом как результат действия межмолекулярных сил.
При контакте двух тел возникают молекулярные силы трех видов: дисперсионные, индукционные и электростатические.
Дисперсионные силы действуют на небольшом расстоянии между молекулами независимо от наличия или отсутствия в них полярных групп. Они являются результатом взаимной поляризации молекул за счёт непрерывного внутреннего движения электронов.
Индукционные силы возникают в результате образования диполя, наведенного другой молекулой, обладающей постоянным дипольным моментом.
Электростатические силы появляются в результате взаимодействия полярных молекул. В полярной молекуле центры тяжести всех положительных и отрицательных электрических зарядов не совпадают, в результате чего возникает дипольный момент.
Полярные молекулы благодаря несимметричному распределению электрических зарядов способны притягивать или отталкивать другие полярные молекулы.
В отличие от величины дисперсионных сил, которые практически не зависят от температуры, величина электростатических сил быстро уменьшается с возрастанием температуры в связи с нарушением ориентации диполей в результате увеличения подвижности молекул.
Из этой теории адгезии (адсорбционной) вытекают два важнейших правила адгезии:
1. Клей должен смачивать склеиваемые поверхности.
2. Полярные материалы склеиваются полярными клеями, неполярные – неполярными.
Эмпирическим путём установлено, что большинство полимеров, имеющих в своём составе полярные группы, обладают хорошими клеящими свойствами.
Адгезионные свойства полимеров зависят от величины прочности связей между самими отдельными молекулами (молярная когезия).
Чем больше дипольный момент и молярная когезия полимеров, тем лучше, как правило, их адгезионные свойства
Недостатки адсорбционной теории адгезии
Практически работа отслаивания клеящей плёнки может достигать 104…106 эрг/см2, в то время как работа, необходимая для преодоления молекулярных сил, не превышает 103 эрг/см2.
Адгезия зависит от скорости отслаивания, в то время как работа, направленная на преодоление молекулярных сил, не должна зависеть от скорости разъединения молекул. Трудно поддаются объяснению факты наличия адгезии между слабополярными полимерами: каучук, гутоперча, полиизобутилен и др.
Электрическая теория адгезии (разработана Б.В. Дерягиным и
Н.А. Кротовым). В основе этой теории положение о двойном электрическом слое, образующемся при тесном контакте двух поверхностей.
Основные положения:
1. Адгезия твёрдых плёнок обуславливается электростатическим притяжением зарядов двойного электрического слоя (микроконденсатора), возникающего на поверхности раздела клей – материал.
2. Отрыв клея от материала представляет собой процесс разведения обкладок микроконденсатора до наступления газового разряда.
При этом образование двойного электростатического слоя объясняется адсорбционными явлениями. Если в контакте находятся полимер и металл, то металл является донором электронов, обедняется электронами и заряжается положительно, а полимер – отрицательно.
При склеивании некоторых видов пластмасс полимеры за счёт функциональных групп тоже могут быть донорами или акцепторами электронов, что приводит к образованию двойного электростатического слоя.
Теория не универсальна и имеет следующие недостатки:
1. С точки зрения только этой теории трудно объяснить увеличение адгезии с приближением природы клея и склеиваемых материалов друг к другу.
2. Трудно объяснить высокую адгезию наполненных смесей полимеров, например, клеев на основе фенолоформальдегидной смолы, и синтетических каучуков, обладающих проводимостью, и т.д.
Диффузионная теория адгезии. Эта теория хорошо согласуется с представлением о том, что высокая адгезия возможна, если оба склеиваемых полимера либо полярны, либо неполярны. Согласно этой теории склеиваемые поверхности деталей или материалов, как правило, полимерных, растворяются чистыми растворителями, их смесями или клеящими лаками, представляющими собой малоконцентрированные растворы полимеров в растворителях.
После растворения склеиваемых поверхностей и их соединения осуществляется их сжатие с небольшими давлениями (чтобы растворы не выдавались из зоны склейки). В процессе довольно длительной выдержки происходит взаимная диффузия макромолекул или их частей и постепенное испарение растворителя. В результате между деталями образуются прочные связи. Прочность клеевого соединения, как правило, соизмерима с прочностью склеиваемых материалов.
Недостатки. Диффузионная теория совсем неприменима для объяснения механизма процессов склеивания металлов, стекла, керамики, древесины, кожи, бумаги и т.д.
Химическая теория адгезии. Прочность некоторых соединений обусловлена наличием химических соединений и связей между клеем и склеиваемым материалом.
Например, эта теория объясняет высокую прочность при склеивании резин с медными сплавами, поэтому при обрезинивании стальных деталей их предварительно латунируют.
СОДЕРЖАНИЕ Лабораторная работа Получение и исследование структурных и механических характеристик пенопластов...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Теории адгезии
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Производство пенопластов и деталей из них
Технология производства пенопластов состоит из операций приготовления композиции, введения газовой фазы в полимерную среду (чаще всего путем вспенивания), придания вспененной массе необходимой форм
Пенополиуретаны
Композиции для производства пенополиуретанов содержат изоцианаты, гидроксилсодержащие олигомеры, воду, катализаторы, эмульгаторы, а иногда еще и наполнители, красители и антипирены (вещества, снижа
Пенопласты на основе фенолоформальдегидных смол
(пенофенопласты)
Для производства пенофенопластов используют фенолоформальдегидные смолы резольного (термореактивные) и новолачного (термопластичные) типа, реже фенолоамин
Пенопласты на основе эпоксидных смол
(пеноэпоксиды)
Пеноэпоксиды – газонаполненные материалы на основе эпоксидных смол. Чаще всего это жесткие материалы с замкнутой структурой ячеек. Основой композиции при по
Порядок выполнения работы
1. Получить пенополистирол с различной кажущейся плотностью вспениванием гранул, содержащих низкокипящую жидкость.
1.1. Провести предварительное вспенивание гранул. Изменяя продолжительнос
Протокол экспериментов
Таблица 1.1
Марка исходного
материала
Время предварительного вспенивания
tпред. всп, мин
Насыпная плотность
Непрерывные волокна
Наиболее часто для производства деталей, узлов и агрегатов на основе полимерных матриц применяют стеклянные, органические, углеродные, борные волокна, а также тканые и нетканые материалы на их осно
Стеклянные волокна
При сравнительно малой плотности ((2,4…2,6)∙103 кг/м3) стеклянные волокна имеют высокую прочность, низкую теплопроводность, стойкость к химическому и биологическому возд
Органические волокна
Чаще всего для производства изделий АКТ используют волокна на основе ароматических полиамидов (арамидные волокна). Применяют также полиамидные (например капрон, найлон и др.) и полиимидные волокна.
Углеродные волокна
Углеродные волокна относятся к классу наиболее перспективных армирующих материалов, так как обладают рядом ценных и даже уникальных свойств. Они имеют низкую плотность (1,43…1,83 г/см3),
Борные волокна
Волокна бора являются одним из перспективных армирующих материалов композитов с полимерной и металлической матрицами. Волокна бора имеют довольно низкую плотность (2,55…2,65 г/см3), высо
Металлические волокна и проволоки
Металлические волокна или проволоки наиболее экономичны и часто являются очень эффективными армирующими материалами. Для композиционных материалов, работающих при низких и умеренных температурах, и
Волокна с металлическими и керамическими покрытиями
Нанесение на неметаллические и металлические волокна очень тонких металлических покрытий может существенно улучшить свойства волокна и КМ на их основе.
Покрытия при этом могут выполнять сл
Коротковолокнистая арматура
В качестве коротковолокнистой арматуры можно использовать измельченные минеральные волокна, например волокна асбеста. Но наиболее
перспективными являются нитевидные монокристаллы или усы.
Входной контроль армирующих материалов
Целью входного контроля является не только отбраковка некондиционных материалов, но и установление конкретных значений параметров в пределах допуска для последующей корректировки те
Методика проведения входного контроля
Проверке качества армирующих материалов по порокам внешнего вида, соответствия геометрическим размерам и требованиям нормативно-технической документации подвергают 5% объема контролируемых материал
Протокол экспериментов
Таблица 2.14
Результаты контроля и испытания нитей (ровингов)
№ п/п
Вид
армирующего материала
(нитей)
Диаме
Полимерные связующие на основе полиэфирных смол
Большую часть полиэфирных смол используют в качестве матричных материалов при производстве деталей, узлов и агрегатов из стеклопластиков в авиационно-космической технике, кораблестроении, автомобил
Полимерные связующие на основе эпоксидных смол
Эпоксидные смолы и многокомпонентные связующие на их основе широко применяются в качестве матричных материалов при производстве деталей, узлов и агрегатов АКТ из ПКМ. Это объясняется их высокой адг
Полимерные связующие на основе фенолоформальдегидных смол
Фенолоформальдегидные смолы применяют в качестве связующего благодаря хорошо налаженному и относительно простому их производству, низкой себестоимости и сочетанию таких ценных свойств в отвержденно
Связующие на основе кремнийорганических смол
Кремнийорганические смолы (полиорганосилоксаны) отличаются от других смол высокой теплостойкостью и возможностью работать в широком интервале температур (173…623 К). Кроме этого они проявляют высок
Матричные материалы на основе термопластичных смол
Для изготовления деталей конструкционного, радио- и электротехнического назначения довольно широко применяются термопластичные смолы; полиэтилены, полипропилены, фторопласты, полиэтилентерефталаты,
Приготовление связующих
Перед употреблением все компоненты связующего должны пройти входной контроль на соответствие паспортным данным.
Связующие готовят партиями. За партию принимают количество связующего, изгот
Связующего
Контроль связующего проводят для каждой партии по окончании приготовления, а также после хранения ранее приготовленного связующего перед пропиткой армирующего материала. Основными технологическими
Массы капли
Прибор состоит из штатива 1, на котором с помощью держателя 2 закреплена изогнутая стеклянная трубка 3, свободная для проникновения раствора с одной стороны и имеющая резиновую груш
Порядок выполнения работы
1. Изучить и законспектировать содержание работы.
2. Определить необходимое количество связующего и его компонентов (табл. 3.4, 3.5 и формулы (3.2), (3.3) для пропитки зада
Особенности производства деталей, узлов и агрегатов из КМ
Важнейшее преимущество композиционных материалов – возможность создания из них деталей, узлов и элементов конструкций с заранее заданными свойствами, наиболее полно отражающими характер и условия р
С металлическим покрытием
(диаметр усов - 0,025 мм, Vв = 0,45)
Требования к матричным материалам:
- высокая адгезия к армирующим материалам;
- химическая стойкост
Определение прочности однонаправленных КМ
с непрерывными волокнами в направлении армирования
Исходными данными для расчета являются (рис. 4.3):
1) диаграмма истинных напряжений s = f(e) волокна (1);
2) диа
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с целью и содержанием лабораторной работы.
2. Получить задание для расчета двух видов однонаправленных КМ (см. приложение).
3. Выписать название, марку и основные
Выбор клея и его компонентов
При выборе клея учитывают прежде всего химическую природу склеиваемых материалов, а также условия работы клеевого соединения, конструктивные особенности изделия и требования к технологическим свойс
Влияние наполнителей на свойства клеев и клеевых соединений
Различные наполнители органической и минеральной природы оказывают существенное влияние на процесс формирования адгезионного контакта и свойства клеевого соединения. Введение наполнителей снижает о
Общие этапы технологии склеивания деталей
1. Подготовка склеиваемых поверхностей – заключается в подгонке, зачистке и обезжировании склеиваемых поверхностей. Иногда требуется специальная обработка поверхностей перед склеиванием.
Клеи на основе немодифицированных фенолоформальдегидных смол
В зависимости от соотношения исходных продуктов (фенола и формальдегида, применяемых инициаторов или катализаторов (щелочных или кислых) и режима изготовления фенолоформальдегидные смолы подразделя
Модифицированных поливинилацеталями
К этой группе относятся клеи типа БФ. Наиболее широко известны клеи марок БФ-2, БФ-4, представляющие собой спиртовые растворы термореактивной фенолоформальдегидной смолы, совмещенной
Теплостойкие и высокотеплостойкие клеи
Клей ВК-8 - фенолокремнийорганическая композиция, модифицированная синтетическим каучуком. Композиция содержит неорганический наполнитель.
Прочность - до 250 кгс/см2 при
Клеи на основе эпоксидных смол
Эпоксидные клеи состоят из эпоксидной смолы, отвердителя и пластификатора. Пластификатор, как правило, вводится в состав смолы и тогда клей двухкомпонентный. В зависимости от применяемых отвердител
Изделий из оргстекла
В качестве клеев для склеивания оргстекла используют чистые растворители, клеящие лаки и полимеризационные клеи.
Клеи-растворители широко применяют для склеивания изделий из органического
Новости и инфо для студентов