Лако-красочные материалы — производство

Испытания адгезионных свойств клеев сводятся к определению силы, необходимой для разделения двух склеенных поверхностей. Характер разрушения склеенных поверхностей при этом может быть различным. При полном отслаивании клеевой пленки от под­ложки имеет место адгезионный отрыв; если разрушение идет по клеевому слою или по склеиваемому материалу, отрыв является когезионным. Существует также третий тип отрыва — смешанный (адгезионно-когезионный), при котором расслаивание происходит частично с отслаиванием клеевого слоя от подложки и частцчно по клею или подложке.

Количественно адгезионная способность того или иного поли­мера может быть определена при разрушении клеевого соединения при отслаивании (отдире и неравномерном отрыве) или равномер­ном отрыве. Силу, которую приходится преодолевать при равно­мерном отрыве, отнесенную к единице площади, называют адге­зионным давлением или давлением прилипания, а также удельным прилипанием и выражают в дин/см2 или г/см2. Сила, затрачивае­мая при отслаивании, называется сопротивлением отслаиванию и выражается в дин/см или г/см. Иногда работу, затрачиваемую на отслаивание, отнесенную к единице склеенной поверхности, называ­ют удельной работой отслаивания, работой адгезии или просто адгезией и выражают в эрг/см2.

Метод отслаивания применяют при определении прочности соединения тонкой пленки с твердой подложкой, т. е. в тех слу­чаях, когда разрушение начинается с краев пленки. При исследо­вании прочности склеивания двух массивных тел более целесооб­разно применять метод равномерного отрыва. Весьма распростра­ненным для определения адгезионных свойств является также ме­тод определения прочности при сдвиге.

Определение адгезионных свойств может быть осуществлено на динамометрах обычного типа или же с применением специаль­ных приборов — адгезиометров. Известны различные типы адге — зиометров. Прибор для определения адгезии методом неравномер­ного отрыва, так называемый угловой адгезиометр (рис. IV.6), пригоден для определения адгезионных свойств некоторых клеевых пленок с относительно невысокой адгезией (главным образом на основе термопластичных полимеров). При испытании на пластин­ку 1, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси, наносят слой клея. Высохшую пленку 2 разрезают на по­лоски определенной ширины и нижний конец полоски, слегка отделенный лез­вием бритвы от поверхности, натягива­ют грузом 3. Пока пластинка с плен­кой находится в вертикальном положе­нии, отрыва пленки не происходит. При осторожном вращении пластинки во­круг оси при определенном угле между пластинкой и вертикальной осью про­исходит отрыв пленки от пластинки. Работа отрыва вычисляется по фор­муле:

Р

А = — (1 — cos ct0)

Где А — работа отрыва, эрг/см2; Р — вес гру­за, кгс; а — ширина отрываемой пластинки, см; а0 — угол, при котором наступает отрьгв пленки.

Описанный метод является доста­точно простым и дает воспроизводимые результаты, однако получающиеся ре­зультаты зависят от скорости отрыва, которая меняется при изменении веса груза и угла отрыва.

Существенным преимуществом усовершенствованного прибора подобного типа [11] является то, что отрыв пленки производится при помощи электромотора, причем скорость, сила и угол отрыва (90°) постоянны. Прибор непригоден и для испытания пленок, обладающих высокой адгезией/

Для определения влияния скорости отрыва на прочность при­липания полимеров [12] сконструирован специальный роликовый адгезиометр. Определение адгезионных свойств на этом приборе можно проводить на различных подложках (сталь, стекло и др.).

По методу НИИЛК [1] адгезия полимеров определяется силой, которую нужно приложить к ножу в направлении его движения, чтобы отделить пленку от подложки. Этот же принцип лежит в ос­
нове работы адгезиометра, пригодного только для испытания поли­меров с относительно небольшой адгезией.

Предложена видоизмененная конструкция этого прибора [13], пригодная для испытания различных полимеров с большей адге­зионной способностью. В ней клинообразное приспособление для снятия пленки заменено куском лезвия безопасной бритвы шири­ной 4 мм. Для укрепления резца сконструировано специальное приспособление, обеспечивающее возможность регулирования рав­номерности соприкосновения резца с подложкой, а также возмож­ность изменения угла наклона и поворота резца к подложке. Для обеспечения плотного прилегания ножа к пластинке на головке предусмотрено приспособление для помещения груза. Передвиже­ние платформы производится с помощью мотора. Этим прибором, который назван адгезиометром ГИПИ-4, можно с большой точно­стью измерять адгезию различных материалов, нанесенных на стеклянную пластинку.

Исследования, проведенные с помощью этого адгезиометра, по­казали, что на адгезию полимера не влияет ширина испытуемой пленки, но большое влияние оказывает ее толщина: с уменьшени­ем толщины клеевой пленки адгезия возрастает.

Для исследования «самослипания» пленок полимеров (в част­ности, каучуков) предложен метод скрещенных нитей, сущность, которого сводится к измерению силы, с которой прилипают две скрещенные нити (из кварца), покрытые пленками исследуемого полимера [14].

Описаны и другие методы испытания адгезионной способности клеев [15], в том числе метод штифтов, который заключается в, том, что в подложке просверливают отверстия, в которые устанав­ливают по скользящей посадке штифты. После этого на поверх­ность торцов штифтов наносят пленку полимера. По окончании формирования пленки штифты выдергивают и определяют силу от­рыва штифта от покрытия. Для устранения искажения результатов испытания вследствие прогиба пленки предложено применять ме­тод скручивания штифтов; по усилию скручивания определяется прочность склеивания полимера с подложкой (штифтом) [16].

Описаны методы измерения адгезии с помощью ультразвуковых, колебаний [17], с применением ультрацентрифуги [18], пневмо — гидравлические, инерционные и другие методы [19].