Прочность соединения

Согласно кинетической теории прочности разру­шение клеевой прослойки, морозостойкого клея и жаростойкого клея, можно представить как термодеструкцию полимера, активируемую приложенным извне или развивающимся внутри прослойки напряжением, снижающим энергетический уровень, который необходи­мо преодолеть для разрыва когезионных связей. Это напряжение зависит от периода собственных колебаний молекул и атомов в твер­дых телах, энергия активации элементарного акта разруше­ния, структуры полимера.

Морозостойкий клей и жаростойкий клей характеризуется меньшей энер­гией когезионного разрушения по сравнению с энергией термичес­кой деструкции. Зависимость времени разрушения полимера от вели­чины напряжения при постоянной температуре или от температуры при постоянном напряжении зависит от механизма адгезионного отслаивания клеевой пленки.

Нормальный отрыв пленки полиэтилена, наплавленного на стальную пластинку, подчиняется температурно-вре­менной зависимости. Зна­чения отрыва соответствуют величинам энергии химической связи, что позволяет сделать предпо­ложение о химической природе адгезии полиэтилена к стали. Для других пар материалов аналогичные опыты дают значения близкие к величинам энергии межмолекулярного взаимодействия.

Согласно температурно-временной зависимости повышение температуры уменьшает работу разрушения или отслаивания пленки при данной скорости нагружения. Но чем выше скорость нагружения и чем больше при этом становится разрушающее напряжение, тем резче его за­висимость от температуры. Это подтверждается испытанием морозостойкого клея и жаростойкого клея в широком диа­пазоне температур и скоростей отрыва. Однако мо­гут быть отклонения, вызванные влиянием релаксацион­ных процессов. Например, в интервале температур стек­лования прочность клеевых соединений, работающих на отрыв, проходит через максимум, который смещается в сторону более высоких температур при увеличении скорости нагружения. Максимум появляется и смещается в связи с изменением температуры стеклова­ния при высокой скорости нагружения полимера.

В результате смещения максимума морозостойкий клей и жаростойкий клей показывает аномаль­ную область, в которой прочность клеевого соединения при низкой скорости отрыва выше, чем при высокой.

Максимум появляется как при адгезионном отслаива­нии, так и при когезионном разрушении пленок линейных или редкосетчатых полимеров аморфной и кристалличес­кой структуры. В последнем случае появление максимума вызвано изменением кристаллической структуры под действием механического напряжения, локализующегося в вершине зарождающейся трещины.

Разрушение соединений морозостойкого клея и жаростойкого клея происходит путем распространения трещин с определенной скоростью, зависящей от упруго-пластических свойств кле­евой прослойки и скорости приложения нагрузки. Причи­ны зарождения трещин весьма разнообразны; они во многом зависят от структуры полимера. Обычно трещины зарождаются в микродефектах структуры в месте концен­трации напряжений, и для дальнейшего их развития не требуется увеличения нагрузки, как, например, в случае разрушения хрупких аморфных тел. Часто трещины ха­рактеризуются устойчивостью, вызванной переформиро­ванием структур под нагрузкой с высвобождением неко­торого количества энергии. В этих случаях для продвиже­ния трещин требуется увеличить приложенные нагрузки, так что они могут существенно превысить первона­чальные, соответствующие моменту зарождения тре­щины.

Переформирование кристаллических структур, рас­сматриваемое дислокационной теорией пластического те­чения, предполагает некоторое упрочнение кристаллов по мере развития в них пластической деформации преиму­щественно в области дефектов, поэтому зарождение тре­щин в случае их устойчивости более вероятно в зонах пе­рехода от кристаллической структуры к аморфной.

При нагружении соединения которое образовал морозостойкий клей или жаростойкий клей их участки ввиду неупорядочен­ности молекул испытывают перенапряжение, так как на­грузка распределяется на сравнительно небольшое число цепей. Разрушение таких структур также подчиняется температурно-временной зависимости.