Методика определения адгезионной прочности

Полезные материалы / Полимеры / Методика определения адгезионной прочности

Для определения адгезионной прочности соединений полимеров с волокнами (в данной работе стеклянное волокно диаметром 0,14 мм) измерялась сила F, необходимая для выдергивания волокна из слоя адгезива, т.е. определялась сдвиговая адгезионная прочность.

Адгезионное соединение возникает на поверхности волокна, погруженного в слой адгезива. Геометрия соединения характеризуется длиной l, определяемой толщиной слоя полимера, и площадью S=pdl, где d-диаметр волокна, при этом величину S можно назвать площадью контакта. Адгезионную прочность каждого испытанного образца рассчитывают по формуле t=F/S.

Для строгого выполнения вышеприведенной формулы и соответственно для получения “безусловного” значения t необходимо, чтобы:

· сечение волокна было круглым;

· диаметр погруженного в матрицу участка волокна - постоянным;

· волокно равномерно (без нарушения сплошности) было покрыто полимером;

· видимая и истинная площади соприкосновения волокна и полимера были одинаковые;

· касательные напряжения на границе раздела между связующим и волокном были распределены равномерно.

Образцы готовили следующим образом: чашечки из алюминиевой фольги (предварительно отштампованные с помощью специального пуансона и матрицы) устанавливаются в многогнездные алюминиевые формы. В чашечки через отверстие посередине вставлялось волокно (стекловолокно). Площадь контакта регулируется количеством связующего. Если поверхность соприкосновения волокна и полимера слишком велика, то силы адгезии будут преобладать над силами когезии, и при приложении нагрузки будет происходить обрыв волокна, а не выдергивание его из адгезива.

Оптимальной площадью контакта является интервал от 0.3 до 1мм2, после чего чашечки заполнялись композицией и помещались в термошкаф (с предустановленной температурой 160 или 1800С), где находились заданное время (от 30 минут до 10 часов).

Полученные образцы после извлечения из формы помещаются в многогнездовой адгезиометр с присоединенным к нему самописцем типа ЭПП-09. К образцам прикладывается определенная нагрузка, что приводит к вырыванию волокна из слоя адгезива (адгезионному разрушению образцов). Величина нагрузки фиксируется по регистрирующему прибору.

Толщина слоя полимера у образцов, отлитых в формы, измеряется после разрушения адгезионного соединения при помощи микрометра с двумя конусными вставками МВМ. Так как при смачивании волокна адгезивом всегда образуются мениски, то высота слоя полимера измерялась непосредственно над отверстием, остающимся после выдергивания волокна. Диаметр площади конических вставок составляет 1-2 мм. Использование такой малой площади опоры позволяет избежать ошибок за счет неровности полимерного слоя. Толщина фольги известна заранее и вычитается из измеряемой длины.

Смотрите также

Спектрометрическое исследование процесса сульфирования отработанного моторного масла
...

Электросинтез хлорной кислоты
...

Синтез 1,1-дихлор-2-метил-2-фенилциклопропана
...