Разработка методики экспресс-оценки адгезионных свойств термореактивных материалов изоляции электрических машин
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?льтат проявления сил молекулярного взаимодействия между фазами. При этом могут иметь место все разновидности Ван-дер-ваальсовых сил (ориентационные, индукционные, дисперсионные). В этот период было сформировано известное правило полярности: Высокая адгезия не может быть достигнута между полярным субстратом и неполярным адгезивом и наоборот.
Однако адсорбционная теория адгезии делит процесс образования адгезионной связи на две стадии. Первая стадия - транспортирование молекул адгезива к поверхности субстрата. Повышение температуры и давления, введение пластификатора, применение растворителей - все эти факторы облегчают протекание первой 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 размеров и вязкости адгезива, но также и от смачивающей способности и поверхностного натяжения. Чем полнее смачивание, тем меньше воздушных пузырьков останется в микроуглублениях поверхности на границе раздела с адгезивом и тем выше может быть в конечном итоге прочность адгезионного соединения. Смачивание и растекание адгезива по поверхности субстрата сопровождается поверхностной диффузией и миграцией молекул адгезива по поверхности. Эти процессы в той или иной степени являются подготовительными. Вторая стадия начинается, как только расстояние между молекулами станет меньше 5. Между молекулами адгезива и субстрата начинают действовать молекулярные силы. Постепенно наступает адсорбционное равновесие.
Адсорбционная теория не в состоянии объяснить известный экспериментальный факт - зависимость сопротивления расслаиванию от скорости расслаивания, так как работа по преодолению молекулярных сил не может зависеть от скорости приложения нагрузки. Действительно, работа разрыва межмолекулярных или химических связей не должна иметь скоростной зависимости. Но если разрушение адгезионного соединения сопровождается деформацией адгезива или субстрата, то это утверждение перестает быть справедливым. Практически при любых методах измерения адгезионной прочности имеют место деформационные процессы. Релаксационная природа механических свойств полимеров обусловливает зависимость прочности адгезионных соединений на основе полимеров от скорости разрушения. Именно с этих позиций и следует анализировать зависимость адгезионной прочности от скорости нагружения, а также от температуры испытания, содержания пластификатора и других факторов, влияющих на деформационные свойства полимера. Таким образом, в настоящее время нет никаких оснований повторять ставшее совершенно несостоятельным утверждение о том, что работа разрушения адгезионного соединения, обусловленного действием молекулярных сил, не должна иметь скоростной зависимости.
Работа отслаивания пленок значительно превосходит энергию межмолекулярного взаимодействия. Однако и это утверждение основано на недоразумении. Дело обстоит совсем иначе: теоретическая прочность адгезионной связи, рассчитанная по величине межмолекулярных сил, оказывается значительно выше экспериментальных значений. Здесь имеет место та же ситуация, что и при сравнении теоретической и реальной прочности твердых тел. Теоретически молекулярных сил на границе раздела достаточно для получения прочного адгезионного соединения, и если в действительности прочность невелика, то потенциальные возможности системы полностью не использованы или имеются причины, приводящие к ослаблению связи.
Итак, перечисленные возражения в адрес адсорбционной теории следует признать несостоятельными. Однако это не означает, что адсорбционная теория лишена недостатков и противоречий и соответствует современному уровню требований, предъявляемых к теории адгезии.
Дерягиным и Кротовой в конце 40-х годов была развита электрическая теория [8,14], основанная на представлении о решающем влиянии двойного электрического слоя, возникающего на границе адгезив - субстрат, на прочность адгезионных соединений. В соответствии с этой теорией, разделение поверхностей связано с доведением до разрушения (разряда) двойного электрического слоя (микроконденсатора), причем разность потенциалов обкладок микроконденсатора в момент разряда может быть очень значительной. Поэтому электростатическая составляющая сил адгезии может быть весьма высокой [13].
Развитие электрической теории привело к уточнению вопросов, связанных с процессами образования двойного электрического слоя. Механизм формирования двойного электрического слоя был рассмотрен с позиций квантово-механической зонной теории твердых тел. Вслед за электрической возникла так называемая электронная теория, в рамках которой рассматривался механизм образования двойного электрического слоя за счет перехода электронов через границу раздела фаз.
Электронная теория дополняет адсорбционную, поскольку рассматривает в качестве первопричины адгезии молекулярное взаимодействие контактируемых материалов. Поэтому противопоставление электронной теории адгезии химическим теориям, то есть теориям, рассматривающим адгезию как молекулярное взаимодействие, обусловленное особенностями химической природы, совершенно неправомерно. Адгезия всегда обусловлена молекулярными силами (ван-дер-ваальсовыми, донорно-акцепторными, водородными и др.). В ряде случае?/p>