Лако-красочные материалы — производство

Нение следует сложную систему, прочность которой определяется ее наиболее слабым звеном. Когда два материала соеди­нены при помощи третьего (клея), то при нагружении соединения раз­рушается либо клеевая прослойка, либо один из соединенных материа­лов (случаи когезионного разруше­ния). Кроме этого, возможно: а) от­слоение пленки клея от одного из материалов (адгезионное разруше­ние); б) смешанное адгезионно-ко — гезионное разрушение, при котором клеевая пленка частично отслаи­вается, а частично разрушается (рис. 58). Часто соединение разру­шается одновременно и по клею и по материалу. Этот вид разрушения ха­рактерен для клеевых соединений древесины, особенно при испытании на старение, а также для соедине­ний бетона, асбестоцемента, пено- пластов, резин, стеклопластиков и др.

Доброкачественным считают соединение, разрушаю­щееся по материалу. В начале эксплуатации или испыта­ний на старение когезионные и адгезионные свойства клеевой прослойки высокие, поэтому разрушение по ма­териалу (специально отобранных образцов) преоблада­ет. В дальнейшем, под влиянием эксплуатационных воз­действий (температуры, влаги, солнечного облучения, агрессивных сред), характер разрушения при выбороч­ных испытаниях меняется вследствие преимущественного ослабления одного из звеньев клеевого соединения (клея или адгезионной связи). Если ослабляется материал (суб­страт), то преобладает разрушение по материалу. При 100%-ном разрушении по материалу прочность соедине­ний зависит только от изменения его свойств. Если пре­имущественно ослабляется клеевая прослойка, то преоб­ладает разрушение по клею, хотя при этом возможно и адгезионное отслоение. При разрушении по клею или ад­гезионном отслоении прочность соединения снижается обычно с большей скоростью, чем при разрушении по ма­териалу.

Уравнения (VI, 23) — (VI, 25), описывающие изме­нение прочности соединений при длительных и ускорен­ных испытаниях, не учитывают изменение характера раз­рушения на разных этапах старения. Между тем это изменение существенно влияет на скорость снижения прочности соединений и позволяет оценить не только их стойкость, но и стойкость клея.

Для оценки изменений, происходящих в клее, опреде­ляют процент разрушения соединения по материалу на разных сроках испытания или эксплуатации. Процент разрушения по материалу устанавливают, определяя от­ношение площади разрушения субстрата к общей геомет­рической площади соединения. Таким образом, получают кривые относительной прочности субстрата и клеевого соединения, а также кривую относительного разрушения субстрата в клеевом соединении. Если разрушение проис­ходит на 100% по материалу, кривая относительной проч­ности клеевого соединения совпадает с кривой относи­тельной прочности субстрата. Если разрушение происхо­дит на 100% по клею, совпадают кривые относительной прочности соединения и клея. При смешанном разруше­нии кривая относительной прочности клеевого соедине­ния (YK. C) проходит между кривыми относительной проч­ности субстрата и клея на расстоянии, пропорциональ­ном проценту разрушения субстрата в соединении. Сле­довательно,

Yk.C-Yk + (Y-Yk)-^-, (VI.27а)

Где Y — относительная прочность материала в долях от единицы; YK — относительная прочность клея в долях от единицы; Р — разрушение по материалу в процентах.

Зная из опыта относительную прочность клеевого со­единения, относительную прочность материала и относи­тельное разрушение соединения по материалу, можно определить относительное разрушение клеевой прослойки

Р

YK. С — Y 100

Yk—————— — р——- . (VI,276)

1 ~ 100

При Р—О YK=YK. c, т. е. при отсутствии разрушения ма­териала прочность клеевого соединения определяется

Прочностью клея. При Р= 100 YK. C = Y и Yk=-q — (неопре­деленность). Действительно, 100%-ное разрушение по материалу не дает представления о прочности клеевой прослойки. Оно показывает лишь, что ее прочность выше прочности материала.

Из уравнения (VI, 27, б) следует, что для определения относительной прочности клеевой прослойки по данным испытаний клеевых соединений необходимо знать изме­нение прочности материала в образцах. Для этого можно испытать аналогичные по форме цельные образцы при строго одинаковых условиях экспонирования и загруже — ния и по данным испытаний построить кривую относи­тельной прочности Y. Хотя абсолютные значения проч­ности цельных образцов обычно выше прочности клееных образцов, разрушившихся на 100%) по материалу, значе­ния относительной прочности от этого не искажаются. Для построения кривой Y можно воспользоваться также значениями прочности клееных образцов, разрушившихся только по материалу при определенных условиях экспо­нирования.

На рис. 59 показано изменение прочности крезоло- формальдегидного клея в образцах трехслойной березо­вой фанеры. Для построения кривой ослабления древеси­
ны были использованы данные испытаний аналогичных образцов, склеенных высокопрочным феноло-формальде — гидным клеем. Разрушение по древесине этих образцов при разной продолжительности кипячения было близко к 100%, что позволило совместить кривые относительной прочности клеевого соединения и относительной прочно­сти древесины.

V? 100

Стойкость клеевого соединения обычно оценивают, со­поставляя начальные и конечные значения прочности, по­лученные в результате экспонирования или ускоренного испытания по заданному режиму. Выявление относитель­ного изменения прочности материала и клеевой прослой­ки описанным выше методом позволяет произвести более точную оценку стойкости соединения в данном интервале времени. Для этого подсчитывают отношение площади, ограниченной кривой ослабления клеевого соединения YK. C, к площади, ограниченной кривой ослабления мате­риала, в одном и том же интервале времени. Получаемая таким образом интегральная относительная характери­стика стойкости дает более полное представление о пове­дении клеевого соединения в определенных условиях.