Жидкий адгезив
Cтраница 1
Жидкий адгезив, наносимый на поверхность субстрата, должен равномерно и плотно покрыть ее. Однако при этой операции многочисленные трещины, поры и бороздки микрорельефа остаются заполненными воздухом, удаление которого происходит в основном за счет термодинамических явлений на поверхности ( смачивания и капиллярных сил) и тормозится вязкостью ( или в общем случае консистенцией) жидкости. [1]
 |
Различные стадии процесса рас НИЯ Между ВЯЗКОСТЬЮ И ПОВврХ. [2] |
Жидкий адгезив может быть нанесен на поверхность субстрата в виде пленки. Отметим, что при нанесении пленки определяющими параметрами являются поверхностное натяжение и вязкость жидкого адгезива. [3]
Когда жидкий адгезив втекает в углубление микрорельефа, ранее находящийся там воздух удаляется без особых затруднений. Однако, как только этот удаляемый ( или перемещаемый) воздух: образовал пузырек, окруженный со всех сторон жидкостью, поверхностные силы перестают влиять на его перемещение и он может быть удален только гравитационным способом или движением самой жидкости. Гравитационное движение может быть слишком медленным или направленным не в ту сторону. [4]
Как только жидкий адгезив заполнит зазор между двумя субстратами, для их разъединения требуется определенное усилие. Это усилие fm при обсуждении клейкости и прочности-сцепления будем обозначать просто /, если только не будет специально обсуждаться влияние давления при формировании адгезионного соединения. [5]
Формирование контакта жидких адгезивов с подложкой имеет большое значение в практике склеивания, нанесения покрытий, создания различных адгезионных соединений. В первую очередь следует рассмотреть случай растекания полимеров ( в виде растворов, расплавов) по гладким твердым поверхностям. Необходимо отметить, что закономерности растекания жидкостей, и в частности полимерных адгезивов, изучены недостаточно. В работе [15] развита теория самопроизвольного растекания жидкости по твердой поверхности, в основе которой лежит анализ сил взаимодействия, возникающих в системе капля - подложка вблизи линии контакта. От соотношения межмолекулярных сил жидкость - жидкость и жидкость - твердое тело и от угла смачивания зависит направление течения жидкости. [6]
В каком бы виде ни наносился жидкий адгезив, при формировании прилипшей пленки происходят следующие процессы: смачивание и растекание жидкости: образование площади контакта между двумя фазами; возникновение адгезионной связи. Рассмотрим сначала условия смачивания и растекания при нанесении жидкого адгезива в виде капель. В данной монографии рассмотрены только те особенности растекания, которые непосредственно влияют на адгезионную прочность сформированных из жидкости пленок. [7]
В тех случаях, когда на поверхности имеются поры, трещины и капилляры, вязкий жидкий адгезив проникает в них в большей или меньшей степени. Таким образом, адгезия возрастает соответственно заполнению этих полостей клеем. Для того чтобы получить максимальную адгезию, необходимо обеспечить наиболее полное проникновение адгезива внутрь пор независимо от того, насколько малы и узки эти поры. [8]
На этом закончим рассмотрение пропитки пористых субстратов и уделим некоторое внимание другим аспектам проблемы формирования контакта при использовании жидких адгезивов. Большой интерес представляет стенание адгезива с поверхности субстрата, а также захват адгезива движущимся субстратом. [9]
Таким образом, во влажной атмосфере неполярный адгезив соприкасается со слегка увлажненной полярной поверхностью, вследствие чего наблюдается плохое смачивание и растекание. Многие полярные жидкие адгезивы способны поглощать атмосферную влагу или благодаря химическому взаимодействию вытеснять с полярной поверхности адсорбированную на ней пленку воды. Следовательно, в обычных атмосферных условиях может наблюдаться корреляция между процессами смачивания, растекания и склеивания для различных адгезионных пар. При введении некоторых добавок этот механизм может быть выражен в еще большей степени. [10]
Однако при неправильном выборе сочетания растворителей и других компонентов адгезивной композиции система в процессе высыхания распадается на фазы, превращается в студнеобразный гель, обладающий малой липкостью, и формирование прочного адгезионного соединения становится невозможным. Поэтому для жидких адгезивов, содержащих растворители, очень важна совместимость полимера с растворителями в широком интервале концентраций [13], чему практически уделяют мало внимания. [11]
Прилагаемое давление не только способствует получению пленок равномерной толщины, но также частичному вытеснению пузырьков воздуха и летучих продуктов реакции поликонденсации. Однако давление, например, при прессовании не должно быть слишком велико, чтобы не выдавить жидкий адгезив. [13]
Для достижения оптимальной или теоретической прочности соединения нужно добиваться минимального значения краевого угла между твердой поверхностью и адгезивом с тем, чтобы получить хорошее растекание и предельно снизить возникающие в соединении концентрации напряжений. Очевидно также, что склеиваемые твердые поверхности должны быть предельно гладкими ( совершенными) и свободными от загрязнений веществами, способными придавать им свойства поверхности низкой энергии. Они должны быть также очищены от пыли; это предотвращает образование в соединении газовых пузырьков и других пустот. Вязкость применяемых жидких адгезивов должна быть как можно более низкой с тем, чтобы обеспечить более интенсивное распространение жидкости в капиллярах и тем самым более полное заполнение адгезивом пор и трещин в поверхности соединяемых твердых тел. Максимальное растекание и, следовательно, капиллярное поднятие может быть получено с адгезивами, обладающими максимальным поверхностным натяжением наряду с малым краевым углом. При полном смачивании, отсутствии в соединении газовых пузырьков и других включений адгезия бывает достаточно велика как на поверхностях высокой, так и на поверхностях низкой энергии, и разрушение соединения происходит по когезионному типу. В таких идеальных условиях задача получения соединения с оптимальной прочностью лежит за пределами проблем физико-химии поверхности. Однако такое модифицирование поверхности реальных тел, которое позволило бы осуществить эти идеальные условия, есть важнейшая задача этой науки. [14]
WA определяется как удвоенное поверхностное натяжение жидкости. Отсюда, в предположении, что силы притяжения, вызывающие адгезию, практически действуют на расстоянии не больше ЗА, можно довольно просто рассчитать прочность клеевого соединения. Рассчитанный таким путем предел прочности при растяжении равен 2000 кГ / см, что намного больше действительной нагрузки, требующейся для разрушения обычных клеевых соединений. Это означает, что в тех случаях, когда жидкий адгезив образует с поверхностью твердого тела краевой угол, равный нулю, теоретическая прочность соединения на границе раздела адгезив - твердая поверхность всегда много больше реально наблюдаемой прочности соединения, определяющейся прочностью при растяжении или при сдвиге самого адгезива. [15]
Страницы: 1 2