Cтраница 1
Слабые граничные слои являются следствием адгезионного взаимодействия, а не причиной его. Без адгезии граничные слои не могут возникнуть. Кроме этого можно привести и другие доводы против универсальной теории слабых граничных слоев. В результате диффузии в некоторых случаях может отсутствовать четкая граница раздела между адгезивом и субстратом. В этом случае выделение граничного слоя в качестве самостоятельной фазы представляет известные трудности. При отрыве пленки измеряется величина, которая отличается от когезионнои прочности адгезива и субстрата и от адгезионной прочности, когда диффузия исключена. Такое отличие не означает, однако, что адгезионная прочность вообще отсутствует. [1]
Представления о слабых граничных слоях дают возможность более критически подойти к основной проблеме адгезионных соединений, т.е. к определению местоположения разрушения. [2]
В рамках реологической теории большое внимание уделяется слабым граничным слоям, возникающим в зоне контакта полимера с подложкой. Это вполне справедливо и относится к положительным сторонам реологической теории. Однако полное пренебрежение ролью молекулярных сил совершенно недопустимо. По мнению Бикермана, адгезионная прочность не имеет ничего общего с истинной адгезией, а представления о решающем влиянии молекулярных сил - бессмысленны, поскольку прочность адгезионного соединения определяется прочностью наиболее слабого компонента, а межфазного разрыва практически не бывает. [3]
В большинстве случаев при разрушении адгезионного соединения трещины возникают в слабом граничном слое. Поскольку в образовании адгезионного соединения участвуют обычно три фазы - адгезив, субстрат и воздух ( либо другая среда), то различные примеси, концентрирующиеся в реальных условиях на межфазной границе при формировании адгезионного соединения, обусловливают образование слабого слоя. С одной стороны, эти дефекты структуры поверхностного слоя субстрата, с другой - дефекты слоя адгезива, главным образом при его химическом взаимодействии с субстратом. [4]
Суть этой теории сводится к тому, что в зоне контакта образуются слабые граничные слои, которые и определяют адгезию. Отрыв пленок осуществляется в результате нарушения целостности этих слоев и поэтому может быть лишь когезионным. Фактически помимо когезионного могут быть адгезионный или смешанный отрыв пленок. Тип отрыва пленок не изменяет существа адгезии. Причина адгезии остается одной и той же. [5]
Причиной такого снижения является адсорбция стеариновой кислоты на границе раздела фаз и образование слабого граничного слоя. Адгезионная прочность пленки полипропилена к металлу является недостаточной. После обработки адгезива парами трихлорэтилена адгезионная прочность повышается примерно в 6 раз. Граничный слой в этих условиях усиливает адгезию и выполняет роль сильного граничного слоя. [6]
При формировании адгезионных соединений в среде воздуха может происходить интенсивное окисление металла под расплавленной полимерной пленкой и возникновение в соединении слабого граничного слоя оксида металла. Чем выше температура формирования еоединений, термостабильнее полимер и тоньше полимерная пленка, тем интенсивнее окисляется металл в зоне адгезионного контакта. Окисление стали, меди и других металлов наблюдается при формировании ( покрытий из расплавов полиэтилена, пентапласта, политетрафторэтилена и других полимеров. [7]
Силы, обусловливающие адгезионное взаимодействие адгезива и субстрата, во внимание не принимаются, адгезионный тип разрушения в принципе не может быть реализован, а вся проблема адгезии сводится к слабым граничным слоям. [8]
В последнее время с целью повышения адгезии связующих к волокнам, в том числе к углеродным, используются методы поверхностной обработки волокна холодной плазмой, в результате которой изменяются поверхностные свойства волокна [261 - 265]: происходит удаление слабого граничного слоя на волокне ( в основном, адсорбированных примесей); улучшается контакт между волокном и связующим, в том числе за счет механических зацеплений; возрастает число активных центров на поверхности, способных к химическому взаимодействию со смолой ( центров прививки) и улучшается смачивание. Очевидно, полимеризация под действием плазмы также может быть перспективным способом повышения адгезии на межфазной границе. [9]
Образование граничного слоя может происходить из-за наличия в адгезиве примесей. Недостаточная адгезия пленок полиэтилена объясняется тем, что полиэтилен содержит примеси соединений парафинового цикла - СН2 - СН2 -, которые инертны в смысле адгезии и обусловливают образование слабого граничного слоя. После тщательной очистки от этих примесей, что исключает возможность образования слабого граничного слоя, адгезионная прочность увеличивается. [10]
Образование граничного слоя может происходить из-за наличия в адгезиве примесей. Недостаточная адгезия пленок полиэтилена объясняется тем, что полиэтилен содержит примеси соединений парафинового цикла - СН2 - СН2 -, которые инертны в смысле адгезии и обусловливают образование слабого граничного слоя. После тщательной очистки от этих примесей, что исключает возможность образования слабого граничного слоя, адгезионная прочность увеличивается. [11]
Таким образом, калориметрически возможно выделить составляющие адгезионной прочности, связанные с собственно межфазной адгезией. Если методы, основанные на механическом разрушении адгезионного соединения, могут быть с успехом применены для изучения адгезии клеев и покрытий, то полностью исключается их использование для оценки адгезионного взаимодействия между дисперсным наполнителем и матрицей. Возможность подхода к решению этой проблемы заложена в определении момента нарушения сплошности образца при его деформировании. Этот подход базируется на концепции адгезионно-когезионного разрушения и представлениях о слабых граничных слоях и учитывает чрезвычайную трудность оценки истинного характера разрушения адгезионной связи в системах с дисперсным минеральным наполнителем. [12]
Известно, что из трех полимеров - желатины, полистирола и полиметилметакрилата - наибольшую адгезионную прочность при неравновесном разрушении дает желатина. Адсорбция же желатины из растворов на поверхности стекла наименьшая. Фактически эти данные нельзя сравнивать, ибо адгезионная прочность обусловлена здесь другими причинами. Сопротивление разрыву в системе стекло - желатина - стекло превышает прочность склеек стекло - полистирол - стекло, во-первых, потому, что слабый граничный слой между влажной поверхностью стекла и желатиной ( гидрофильным полимером) менее вероятен, чем между этой поверхностью и гидрофобным полимером; а во-вторых, потому, что когезионная прочность желатины обычно выше, чем полистирола, и при механическом нарушении склейки полистирола происходит когезионный отрыв. [13]
Теория граничных слоев претендует на универсальность, исключая другие точки зрения на причину возникновения адгезии и методы оценки адгезионной прочности. Действительно, при наличии адгезионного взаимодействия могут возникнуть граничные слои, поэтому далее в § 14 гл. III будут рассмотрены причины образования слабых граничных слоев и их роль в формировании адгезии. Здесь же следует отметить неоднозначность, сложность и отсутствие общности понятия слабых граничных слоев. Слабые граничные слои могут возникнуть в результате неполного смачивания, дефектов поверхности, адсорбционных процессов, различного соотношения адгезии и когезии, диффузии и других процессов. Поэтому объединять эти разнородные процессы, используя понятие слабые граничные слои, вряд ли является оправданным. [14]
Другим путем регулирования свойств адгезивов является применение реакцио нноспособных ПАВ. Образование на поверхности мономолекулярного слоя ПАВ обусловливает увеличение адгезии, как и при введении ПАВ в адгезив. Однако данных, показывающих возрастание адгезии при введении ПАВ, пока недостаточно. В большинстве случаев адгезия понижается или повышается в узком концентрационном интервале, что обусловлено образованием полимолекулярных слоев. Прочность ПАВ обычно низка, и они образуют на поверхности слабый граничный слой, что приводит к уменьшению адгезионной прочности. [15]