6. Прочностные и деформационные свойства покрытий. Факторы, влияющие на мех.Св-ва покрытий.

Прочностные и деформационные св-ва. ЛКП в процессе эксплуатации неизбежно испытывают механические воздействия, которые могут быть обу­словлены: 1) приложением внешней нагрузки (вибрация, многократный из­гиб, растягивающие напряжения и т. д.); 2) наличием внутренних (остаточных) напряжений в покрытии; 3) протеканием физических и химических процессов в пленке (кристаллизация, деструкция и структурирование, улетучивание пла­стификаторов и др.).

Особенно большим нагрузкам подвергаются покрытия в узлах трения, при действии кавитации и абразивов, при многократном из­гибе. В этом случае требуются покрытия с повышенной механической прочностью и деформируемостью. Под механической прочностью понимают сопротивление механическим воздействиям, которые могут вызывать деформацию - изменение формы или разрушение покрытия. Различают микроразрушение (появление микротрещин) и макроразрушение (нарушение целост­ности).

Прочностные и деформационные свойства покрытий характери­зуются рядом показателей: модулем упругости, прочностью при рас­тяжении, твердостью, эластичностью, стойкостью к истиранию и т. д.

ЛКП отличаются от низкомолекулярных кристалл.вещ-в (Ме, силикаты) тем, что для них характерен относительно низкий модуль упругости (10-10 000 Мпа). ЛКП выдерживает выс.напряжение при растяжении и имеют очень высокую деформацию. Для полимеров характерно 3 вида деформации. 1 – упругая, 2 – (Ев – модуль высокоэласт.деф-ии), (Еп – модуль пластич.деф-ии), Деформация образца: Е = Еупр + Ев + Еп

7. Адгезия: определение, факторы, влияющие на адгезию лкп.

Адгезия – явление, заключающееся в установлении связи между пленкой и подложкой. Бывает 2-х типов: специфическая – адгезия, характеризуется прочностью сцепления пленки с подложкой; механическая – характеризуется проникновением адгезива в поры субстрата.

Теории адгезии:

1)Адгезионная (молекулярная) – рассматривает адгезию как результат проявления Ван-дер-Ваальсовых сил между молекулами адгезива и субстрата. Образование связи делят на 2 стадии: 1)миграция молекул адгезива к твердой поверхности и ориентация полярными группами к подложке; 2)установление адсорбционного равновесия. Оно проявляется как только расстояние между молекулами становится < 0,5 нм, и начнут действовать молек.силы.

+ : убедительно объясняет адгезию полярных ПО к полярным подложкам. Чем ↑ полярность адгезива, тем ↑ адгез.прочность.

А=f(µ²/Е), А-сила адгезии; µ-дипольный момент молекул адгезива; Е-диэлектрическая проницаемость материала.

−: не объясняет случаев высокой адгезии неполярных пленок к полярным подложкам.

2)Электрическая – объясняется как результат образования ДЭС, возникающего в результате контактной электризации поверхностей. Причины образования ДЭС: 1)термоэлектрическая эмиссия – переток ē от субстрата в адгезив (диэлектрик); 2)адсорбция и ориентация полярных групп на пов-ти субстрата. В первую очередь происходит ориентация диполей молекул, нах-ся в пограничном слое, в результате пов-ть приобретает заряд определенной величины.

Согласно теории работу разрушения адг-х связей можно представить:

W_адг=(2πν²h)/Е, ν-поверхностная плотность эл.зарядов; h-зазор между поверхностями; Е-диэлектр.проницаемость среды.

Прямое доказательство существования эл.сил – наличие эмиссии ē при нарушении адсорбц.связи.

−: 1)не объясняет причины сохранения адгезии при облучении покрытий пучком ускоренных ē. 2) не объясняет различной адгезии к различным Мe, которая не должны наблюдаться.

3)Диффузионная – адгезия обусловлена диффузией макромолекул или их сегментов в поверхностные слои субстрата. Условия: полная или частичная совместимость контактирующих веществ; высокая сегментальная подвижность молекул полимера. Диффузия по теории протекает во времени по уравнению Эйнштейна: , D-коэф.диффузии; t- время, ∆ среднеквадратичное перемещение частицы.

+: хорошо описывает явление аутогезии и адгезии покрытий к ряду полимерных подложек.

−: не объясняет высокую адгезию в случае использования непористых материалов.

Факторы, влияющие на адгезию.

1)ЛКМ, его природа; 2)природа подложки; 3)технология получения покрытия. Отверждение по хим. механизму мономеров позволяет получать более высокую адгезию, многие мономеры способны хемосорбироваться на поверхности Ме. Адгезия из низкомолекулярных ПО выше, т. к. они легче попадают в микротрещины поверхности; 4)адгезия ↑ с ↑ содержания в ПО полярных групп (карбокс.,гидроксильн.,амидных..); 5)адгезионная прочность зависит от фазового и физич.состояния ЛКП. Аморфные ПО имеют адгезию выше, чем кристаллические. Очень низкая адгезия у ЛКП из фторопластов, пентапласта, ПВХ, полиэтилена. Для повышения их адгезии эти ПО смешивают с адгезионоактивными олигомерами и мономерами – ПЭТ, эпоксиды, алкиды. 6)пластификатор в большинстве случаев влияет на адгезию экстремально, сначала ↑ затем резко ↓. С ↑ концентраии пластификатора, вводимого в стеклообразные пленки, повышается подвижность полимерных цепей. 7)введение наполнителей и пигментов как правило ↑ адгезию. 8)подложка. Трудно получить хор.адгезию на гладких, не пористых подложках. Для повыш.адгезии их подвергают предварительной обработке.