Упрочнение связей по месту контакта

При когезионном типе отрыва упрочнение связей по месту контакта тел не может и не оказывает влияние на конечный результат, так как в этом случае упрочняются звенья, не лимитирующие прочность системы. Работа, затрачиваемая на расслаивание системы, т. е. на отрыв пленки от подложки при адгезионном типе отрыва или на отрыв молекул друг от друга или на их разрыв, если рвутся цепи полимера (при когезионном типе разрыва), составляет лишь часть работы, и тем большую, чем меньше объемная фаза системы.

Следовательно, только при отрыве от субстрата очень тонких пленок, по толщине близких к мономолекулярным, можно считать, что мала и практически сведена на нет. Во всех остальных случаях, если отрыв (отслаивание) ведется в неравновесных  условиях  испытания,  независимо от типа  отрыва, наибольшая доля работы  расслаивания падает на релаксационные потери -  (в объеме тел).

Наконец, при ничтожно малых скоростях отрыва (при равновесном отрыве) компоненты будут сведены на нет. Таким образом, для большинства когезионных и адгезионных типов расслоения работа отрыва будет представлять собой результирующую в основном двух слагаемых, соотношение которых будет изменяться в зависимости от структуры и химического состава системы и условий испытания - скорости и типа отрыва.

Компоненты представляют собой величины переменные, зависящие от условий отрыва и деформации: характера протекания релаксационных процессов как в объеме тел. так и на границе их контакта. Весь комплекс этих исследований дает основание сделать следующие выводы.

Автор предложил свою теорию адгезии - электрорелаксационную теорию склеивания. Эта теория хорошо объясняет явления, ранее трудно объяснимые с позиций электрической, диффузионной и других теорий адгезии. Например, почему работа отрыва пленки красителя от поверхности кожи меньше работы отдирания лицевого слоя кожи, покрытой такой пленкой?
Введение вазелинового масла

Большие величины работы расслаивания многофазных материалов, отрыва пленок от подложек и раздирания однородных тел, а также зависимость  от скорости отрыва обусловливаются следующим: силами сцепления между молекулами, атомами, ионами, функциональными группами как на границе фаз, так и в самих фазах, причем могут быть самые разнообразные виды связей - силы Ван-дер-Ваальса, водородные и химические связи; релаксационными потерями энергии, связанными с деформацией связей как на границе контакта, так и в объеме системы (подложка + пленка).

Почему введение в нитроцеллюлозную пленку вазелинового масла в качестве пластификатора дает увеличение работы отрыва, введение же в каучуковую - снижение?

Почему увеличение толщины пленки не всегда одинаково влияет на работу отрыва: при нитроцеллюлозных пленках значения  уменьшается, а при каучуковой пленке, в которую добавлены вещества, улучшающие адгезионную способность каучука, - увеличивается? Объяснение этих явлений находим в том, что изменение состава пленки или подложки не всегда равноценно изменяет основные составляющие  компоненты: , связанную со свойствами системы в объеме, и связанную со свойствами тел на границе контакта; иногда элемент улучшается, наоборот, ухудшается.

Предлагаемая автором теория хорошо объясняет также, почему некоторые вещества (кумароновая смола, канифоль и т.д.), введенные в каучук, гуттаперчу и т. д., оказывают различные действия: при малых добавках усиливают прочность склеивания; при больших дозах, наоборот, снижают эффект проклейки.

В отличие от канифоли и кумароновой смолы действие вазелинового масла всегда однозначно: оно проявляет себя только как пластификатор, снижая когезию фаз и не увеличивая прочность сцепления на границе контакта, хотя в некоторых случаях присутствие в пленке вазелинового масла (например, в толстой нитроцеллюлозной пленке) косвенно улучшает.
Вещества, улучшающие адгезионное сцепление

Объясняется это тем, что такие вещества, как канифоль, кумароновая смола и т. д., являются веществами с двоякой характеристикой. С одной стороны, они ведут себя в полимере (каучуке и гуттаперче), как пластификаторы, снижая удельную энергию упругости этих веществ - когезионную прочность; с другой стороны, канифоль и кумароновая смола на разделе фаз с различной степенью полярности проявляют себя, как вещества, улучшающие адгезионное сцепление.

При введении вазелинового масла в тонкие нитроцеллюлозные пленки работа отрыва не только не увеличивается, а, наоборот, уменьшается, т. е. наблюдается зависимость, аналогичная при отрыве пластифицированных вазелиновым маслом гуттаперчевых пленок от стекла.

Эта теория по-новому объясняет форму кривых зависимости, рассматривая ее как функцию релаксации напряжения на границе контакта и в объеме тел. Две точки перегиба кривой характеризуют различное поведение полимера при воздействии на него внешней нагрузки: в одних случаях (при малых значениях) - как жидко-вязкого тела, в других, (при относительно высоких - как упруго-эластичного тела и, наконец, при предельно высоких скоростях отрыва - как упругого тела, подчиняющегося закону Гука.

Изменение значений  от времени, давления и температуры контакта также рассматривается как функция характера релаксационных процессов на границе раздела фаз. Высокие величины по сравнению согласно этой теории обусловливаются релаксационными потерями энергии, вызываемыми поляризацией (деформацией) адгезионных связей. Эмиссия электронов при отрыве пленок от подложек возможна согласно электрорелаксационной теории не только вследствие разряжения микроэлектроконденсатора при разъединении его обкладок, но и в результате поляризации адгезионных (аутогезионных) связей под действием внешнего силового поля (разрывающей нагрузки).



Рейтинг@Mail.ru

Яндекс.Метрика