Эпоксидные полимеры и композиции - Чернин И.3.
Скачать (прямая ссылка):
120
ствие, эмульгируя загрязнения и удерживая их в виде суспензии, и после промывки обеспечивают получение чистой поверхности. Эмульгирующие моющие составы содержат поверхностно-активные вещества, молекулы которых могут взаимодействовать с функциональными группами молекул масел и воды. Когда эмульсионный состав смешивается с водой, то загрязнение, которое удерживается в виде пленки, также удаляется с поверхности. Эмульсионные составы эффективны при удалении смазок, масляных присадок и других подобных загрязнений.
Хорошие результаты получают при дополнительном использовании при обезжиривании ультразвука [54]. В этом случае полностью удаляется жировой слой с поверхности.
Высокая степень чистоты поверхности достигается при обработке в парах растворителя [55, с. 99]. Из-за разности температур металла и пара последний конденсируется на поверхности, растворяя жиры, масла и другие загрязнения.
Таким образом, выбор типа растворителей и метода обезжиривания зависит от вида предполагаемых загрязнений поверхности.
После проведения процесса обезжиривания, независимо от того, куда поступает деталь — на склеивание или на дальнейшую обработку, важно определить его эффективность, степень чистоты поверхности. На практике ее определяют испытанием на сплошность водяной пленки. Этот метод позволяет дать относительную оценку изменения поверхностного натяжения й определить возможность проведения дальнейших технологических операций.
Подготовка поверхности металлов. Строение кристаллической решетки, степень шероховатости, наличие оксидов на поверхности металла и ряд других факторов оказывают значительное влияние на прочность соединений. Снятие поверхностного слоя приводит обычно -к активации поверхности, уменьшению угла смачивания и повышению площади контакта склеиваемых материалов. Кроме того, при наличии шероховатой поверхности образование микротрещпн в пленке клея при нагружении [56] протекает при более высоких значениях напряжений, чем в случае соединений с гладкой поверхностью, так как при этом изменяется доступность к поверхности субстрата. Все эти факторы обусловливают зависимость прочности от степени шероховатости (табл. 5.4). В результате механической обработки поверхности субстрата угол смачивания снижается примерно вдвое, а прочность возрастает в пять раз. Эффективность этого метода сохраняется, если клеевые соединения работают при температурах ниже Тс пленки клея. При более высоких температурах вследствие резкого ухудшения когезнонных свойств клея влияние степени шероховатости поверхности на прочность соединений незначительно.
В табл. 5.5 приведены данные о влиянии состава окружающей среды и продолжительности предварительной выдержки
121
Таблица 5.4. Влияние поверхностной обработки субстрата на угол смачивания и прочность соединений при сдвиге [56]
Способ обработки дуралюмина Угол смачивания 6, град тсд, МП а Шероховатость, МК
Исходная поверхность 77 3,4 10_Ш
Пескоструйная обработка 36 16,8 80—ЮО
Полирование
30 с 44 14 10—15
1 мин 31 14,7 1 о
Шлифование 1 и
30 с 44 13,3 1 о_1 е
1 мин 44 14,0 1 о— 1 о Ю_15
Обработка растворителем (трихлор- 42 13,0 10—15
зтилен)
Обработка серной кислотой и би-
хроматом натрия
0,5 мин 34 15,0 40_5о
а мин 34 14,7 60-70
образцов дуралюмина на прочность соединений, склеенных эпок-сидно-полиаминоамидным клеем. Образцы дуралюмина подвергали пескоструйной обработке, выдерживали и склеивали в среде с контролируемым составом. В атмосферных условиях (20% кислорода и 50%-ная относительная влажность) прочность соединений зависит от продолжительности выдержки образцов в среде до склеивания.
После выдержки в течение 30 мин прочность снижается примерно на 50%. При этом и характер разрушения соединений изменяется с когезионного на преимущественно адгезионный характер. При снижении содержания кислорода до 10% и влажности до 10% прочность возрастает но сравнению с прочностью
Таблица 5.5. Влияние состава среды и продолжительности предварительной выдержки образцов на прочность соединений [56] рителЬнои
Среда тсд , МПа
0 мин 5 мин 10 мии 15 мин 20 мин 25 мин 30 мин 35 мин
Воздух (20% кислорода) 20 19,5 17,5 17 14 11,5 11,2 1 П Я
при В = 50%
Воздух (10% кислорода) 20 19,5 19,4 19,2 19 18 17,5 Ifi
при В = 10%
Воздух (20% кислорода) 20 19,5 19,5 19,5 19,5 19,5 19,5 19,5
при В = 50% с после-
дующим травлением
в смеси серной кисло-
ты с бихроматом нат-
рия
Аргон 20 20 20 20 20 20 20 20
122
образцов, выдержанных в более жестких атмосферных условиях. Если подготовку поверхности проводят в инертной среде (аргон), при отсутствии на поверхности оксидной пленки, то прочность соединений не зависит от продолжительности выдержки образцов перед склеиванием и сохраняется на высоком уровне. Если механическая обработка проводилась в атмосферных условиях, а затем образцы подвергались травлению в смеси серной кислоты с бихроматом натрия с последующей промывкой поверхности водой, то уровень прочности оказался аналогичен прочности соединений, склеенных в среде аргона.
