Разработка методики экспресс-оценки адгезионных свойств термореактивных материалов изоляции электрических машин
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?ватывают всей проблемы в целом. [3,13].
1.5 Влияние внешних воздействий на формирование адгезионного контакта и адгезионную прочность
При формировании адгезионного контакта очень часто прибегают к внешним, принудительным мерам, ускоряющим процесс, повышающим полноту контакта. Наиболее широко применяемые способы - повышение температуры и давления, а также вакуумирование.
В реальных пористых телах помимо сквозных пор существует большое число тупиковых. Кроме того, тела со сквозными порами, будучи погруженными в жидкость, ведут себя подобно телам с тупиковыми порами, так как воздух, содержащийся в сквозных порах, также тормозит процесс пропитки. Поэтому предварительное вакуумирование оказывается полезным при пропитке тел и со сквозными порами благодаря снижению давления защемленного воздуха[2].
Несомненный интерес представляет влияние электростатического заряда на растекание. В настоящее время известно, что электрический заряд поверхности оказывает влияние на взаимодействие тела с жидкой средой. В частности, установлено, что электризация поверхности полимеров оказывает существенное влияние на угол смачивания (рис.1.8). Это влияние проявляется даже через пленку покрытия. Так, при изучении растекания жидкости по поверхности пленки полихлоропренового каучука, нанесенной на различные подложки (кожу, дерево, ПС, ПЭ, ПВХ), электростатический заряд которых был индуцирован трением, оказалось, что растекание жидкости существенно зависит от типа подложки, что объясняется поляризуемостью нанесенной пленки каучука и ее влиянием на смачивание. Улучшение смачивания заряженных поверхностей имеет несомненный практический интерес. В частности, описано [2] применение этого эффекта для ускорения пропитки пористых материалов (стеклослюдобумажных лент) при производстве электрической изоляции. Электрическое поле резко повышает скорость пропитки (рис. 1.9): продолжительность пропитки эпоксидным компаундом сокращается вдвое.
Рис. 1.8 - Зависимость косинуса угла смачивания полиметилметакрилата водой (1) и политетрафторэтилена анилином (2) от поверхностной плотности заряда
Рис. 1.9 - Зависимость объемной скорости фильтрации воды через слой стеклослюдобумажной ленты от напряженности электрического поля
В последнее время находит применение способ нанесения полимерных покрытий электростатическим напылением. В этом случае электрическое поле также существенно меняет условия формирования адгезионного соединения. В частности, поверхностное натяжение заряженной капли под действием электрокапиллярного эффекта резко снижается, что оказывает влияние на смачивание. Кроме того, под действием электрического поля ускоряется удаление следов влаги и воздуха с поверхности подложки. Наконец, в сильном электрическом поле компоненты покрытия испытывают ориентирующее влияние. Все эти факторы оказывают влияние на условия формирования адгезионного соединения и, следовательно, на адгезионную прочность[2].
Ультразвуковая обработка также оказывает положительное влияние на скорость пропитки пористых материалов. Влияние ультразвука на подъем жидкости в капиллярах было обнаружено еще в 20-х годах Ричардсом и исследуется до настоящего времени. Механизм этого эффекта до конца не выяснен, но, по-видимому, он обусловлен асимметрией гидравлического сопротивления при втекании и вытекании жидкости из капилляра.
Ультразвуковая обработка оказывается полезной также благодаря дегазирующему действию на пропитывающий состав. Кроме того, ультразвуковая обработка на стадии отверждения адгезионного соединения способствует выравниванию температуры и давления, увеличению текучести, более полному протеканию релаксационных процессов, снижению остаточных напряжений. Следствием этого является повышение механических характеристик композиционных материалов.
Имеются достаточно убедительные данные о том, что ультразвуковая обработка повышает адгезионную прочность. Такая обработка на стадии формирования покрытия в течение 10 - 15 мин при частоте 1 МГц эпоксидных компаундов повышает их адгезионную прочность на 50 - 60%. Аналогичный эффект отмечен в случае полиэтилена и поливинилбутираля [2].
Адгезионная прочность повышается также при формировании адгезионного соединения в магнитном поле. В частности, адгезионная прочность эпоксидных, фураноэпоксидных, пентапластовых, полиамидных, полиэтиленовых покрытий возрастает при обработке на стадии формирования покрытий в постоянном магнитном поле, причем на повышение адгезионной прочности оказывает влияние напряженность поля и продолжительность обработки. В зависимости от типа полимера и режима обработки повышение адгезионной прочности составляет от 35-40% до 1,5-2,8 раза.
При склеивании эпоксидным компаундом и другими клеями кварцевого стекла, винипласта, некоторых металлических сплавов адгезионная прочность в результате магнитной обработки возрастает на 20-46%. Магнитная обработка обеспечивает также повышение прочностных свойств стеклопластиков. Обнаружено, что изменение адгезионной прочности зависит не только от типа полимера и режима обработки, но и от магнитных свойств подложки. Так, повышение адгезионной прочности эпоксидных покрытий на стали под действием магнитной обработки составляет 54%, на алюминии - 45%, а на меди - 29%. Механизм влияния магнитного поля на адгезионную прочность полностью не ясен. По-видимому, одной из причин этого эффекта явля