Адгезионная и когезионная прочность

Подсчет теоретических значений адгезионной проч­ности для клей гель момент, исходя из энергии межмолекулярного взаимо­действия, дает величины (7-10²—12-10³ кгс/см²), намного превышающие реальные значения прочности клеевых соединений (100—200 кгс/см²). Несоответствие реальной и вычисленной прочности объясняется следующими причинами.

Во-первых, для клей гель момент, невозможно установить раз­мер площади, на которой одновременно разрываются межмолекулярные связи. Разрушение носит локальный характер. Оно зарождается в одном или нескольких ме­стах, где имеются дефекты структуры, и затем с большой скоростью распространяется по всему сечению.

Во-вторых, для клей гель момент, не всегда ясно, какие межмолекулярные силы обеспечивают адгезионную связь данной пары материалов. Энергия только лишь межмолекулярного взаимодействия колеблется от 0,5 до 30 ккал/моль, а с учетом возможного действия сил химической связи она может возрасти до 150 ккал/моль.

В-третьих, для клей гель момент, весьма затруднительно добиться истинно адгезионного разрушения в образце. Если же экспериментально это удается (отслаиванием полимерных пленок от гладкой основы), то размерность получаемых значений удельной работы отслаивания (кгс/см) не сравнима с прочностью склеивания (кгс/см²). Специально подбираемые для точных опытов материалы основы и пленки (полированное стекло и целлофан, металл и полиэтилен) также не позволяют сравнить результаты этих опытов с реальными условиями работы клеевых соединений клей гель момента в конструкциях. Как показывает опыт, наиболее типично разрушение клеевых соединений по клею и по склеиваемому материалу, в связи с чем больший интерес представляет когези­онная прочность. Если разрушение происходит по мате­риалу, прочность соединения определяется свойствами этого материала. Если же соединение разрушается по клею, то прочность определяется его слабейшим звеном.

В трехслойной структуре клеевой прослойки слабейшим является промежуточный слой, поскольку в нем изменяется концентрация молекул и имеются незамещенные связи. Происходящее в этом слое разрушение, воспринимаемое как: адгезионное, на самом деле является когезионным. Ад­гезионный слой остается на поверхности, но вследствие весьма небольшой толщины (около 10^-7 см) не обнару­живается визуально. Толщину этого слоя и влияние на него способа обработки поверхности, времени контакта и других технологических факторов удается установить, используя радиоактивные изотопы и эллиптическую поляризацию отраженного света. Возможны случаи, когда из-за весьма развитого рельефа поверхности на ней механически закрепляются тончайшие прослойки клея, совершенно не обладающего адгезией к данной поверхности.

Характер разрушения клеевой прослойки клей гель момента зависит от релаксационных свойств полимера, что обнаруживается при изменении скорости отрыва. Если при малых и сред­них скоростях наблюдается когезионное разрушение (в основном и промежуточном слоях), то с повышением ско­рости оно переходит в адгезионное или адгезионно-смешанное. Это связано с тем, что высокая скорость деформирования клеевой прослойки исключает релакса­цию напряжений по всей ее толщине, и она проявляет свойства упругого тела. В результате зона разрушения перемещается к границе раздела фаз, где релаксация возможна в отдельных звеньях молекул поверхностного слоя.

При разрушении клеевых соединений, образованных клей гель моментом, вблизи вершин тре­щин на площадках, расположенных по направлению распространения напряжения, действуют только растягивающие на­пряжения, создающие нормальный разрыв. Действие только растягивающих напряжений в вершинах трещин аморфных тел основывается на принципе автономности, т. е. независимости от приложенных внешних нагрузок и геометрии соединения напряженного состояния вблизи конца трещин. Использование этого принципа позволяет изучать механизм разрушения клеевого соединения ме­тодами теории трещин.