Влияние барьерного разряда на электрофизические свойства полиимидных пленок
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ть адгезионного соединения определяет основные механические свойства полимерных композиционных материалов. При оценке адгезионной прочности необходимо учитывать физические аспекты процессов развития и роста трещин, распределения напряжений и их релаксации и разрушения, наличие внутренних напряжений и пр. Вопрос о соотношении между адгезией полимера к поверхности и адгезионной прочностью - один из основных в теории адгезии полимеров к твердым поверхностям [103].
Методы измерения адгезии основаны на определении приложенного внешнего усилия, под действием которого в адгезионном соединении возникают нормальные и тангенциальные напряжения, приводящие к разрушению соединения. Эти методы испытаний можно классифицировать по способу нарушения адгезионной связи: неравномерный отрыв, равномерный отрыв и сдвиг. Разрушающие методы могут быть статическими и динамическими. Однако следует иметь в виду, что не существует методов, при использовании которых напряжения распределялись бы действительно равномерно и представляли бы собой сдвиг или отрыв в чистом виде. Поэтому такая классификация весьма условна.
Наиболее распространены методы неравномерного отрыва (отслаивания, расслаивания). Они позволяют выявить колебания в величине адгезии на отдельных участках испытуемого образца. Кроме того, эти методы дают достаточно хорошую воспроизводимость результатов и отличаются простотой. Предположение об одновременном нарушении связи между адгезивом и субстратом по всей площади контакта (методы равномерного отрыва и сдвига) не всегда правильно. По этой причине усилие отрыва или сдвига, отнесенное к площади отрыва, можно рассматривать только как весьма приближенную характеристику адгезии [104].
Методы неравномерного отрыва весьма разнообразны. Общим признаком для них является нарушение связи между адгезивом и субстратом, причем усилие прикладывается не к центру соединения, а к одному его краю, поэтому связь нарушается постепенно. Разделение двух гибких материалов называют расслаиванием, а отделение гибкого материала от жесткого - отслаиванием [104].
Рис. 2.18. Схема испытаний клеевых соединений на сдвиг растягивающей нагрузкой: а - шов односторонний внахлестку; б - двусторонний внахлестку; в - односторонний внахлестку с накладкой; г - двусторонний внахлестку с накладкой; д - скошенный шов [104]
Методом равномерного отрыва измеряют величину усилия, необходимого для отделения адгезива от субстрата одновременно по всей площади контакта. Усилие при этом прикладывается перпендикулярно плоскости клеевого шва, а величина адгезии характеризуется силой, отнесенной к единице площади контакта. Чаще всего для измерения адгезии таким методом пользуются образцами грибкового типа, между торцовыми поверхностями которых находится адгезив.
Касательные напряжения создают в клеевых конструкциях различными путями, например растяжением соединенных внахлест материалов. Этим методом измеряют адгезию металлов, древесины, пластмасс, а также резины к резине и металлам. Различные схемы испытаний на сдвиг при растяжении образцов показаны на рис. 2.18.
В работе разрушение адгезионного взаимодействия изучали в режиме активного растяжения (по схеме на рис. 2.18, а), определяя усилие Ра, при котором наблюдался отрыв двух склеенных частей друг от друга. Используя полученные значения Ра и составив план распределения усилий при одноосном нагружении образца, представляется возможность оценить сдвиговые (касательные) напряжения, возникающие в месте склейки. На рис 2.19 показано распределение усилий при исследовании адгезионного взаимодействия, где Ра - прилагаемое нормальное усилие; Q - касательное усилие, в нашем случае, характеризующее прочность адгезионного соединения; S - площадь склейки; ?а - касательное напряжение, возникающее в месте склейки.
Рис 2.19. Распределение усилий при исследовании адгезионной прочности
Равновесие нормальных и касательных усилий означает:
= Ра = ?аS. (2.3)
Используя уравнение (2.3), проводились раiёты значений ?а, возникающих в месте склейки исходных и обработанных образцов.
Изучение деформационнопрочностных и адгезионных свойств полиимидной пленки (получение диаграмм растяжения) проводилось на универсальной установке "Instron1122".
Блок-схема прибора представлена на рис. 2.20, где А - собственно установка; Б - пульт управления, В - компьютер, Г - принтер. Установка (А) состоит из станины (1), на которой смонтирован узел нагружения, представляющий собой нижний (2) и верхний (3) захват с зажимами (4), в которые устанавливается образец (5). Захват (2) неподвижный, захват (3) соединен с датчиком нагрузки (6) и может перемещаться в продольном направлении. Зажатие и разъем зажимов (4) производится пневматически, путем подачи воздуха по трубам (7, 8). Для этого необходимо нажать ногой на педаль (9). На пульте (Б) задаются параметры режима испытаний. Экспериментальные зависимости записываются пером на миллиметровой бумаге (10). Пульт (б) соединен с компьютером (В). На экране компьютера (11) в процессе испытаний можно наблюдать графическое изображение процесса. Принтер (Г) печатает чистовые значения результатов испытания. Данный прибор позволяет варьировать скорость нагружение от 0,05 до 1000 мм/мин, диапазон нагрузок составляет от 0,05 до 5000Н.
Рис. 2.20. Схема универсальной установки "Instron1122"
Нами был выбран следующий режим проведения испытаний: максимальная нагрузка Р=100 Н; скор