ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности строения клеевых прослоек на основе ненаполненных клеев, влияющие на их теплофизические свойства из "Теплообмен через соединения на клеях " Свойства блочных полимеров и пленок как гомогенных систем в известной мере отличаются от свойств гетерогенных полимерных систем, к которым, в частности, относятся полимерные покрытия и клеевые соединения. В свою очередь анализ показывает, что в формировании структур поли.мерных покрытий и клеевых прослоек наблюдается определенная аналогия. Поэтому целесообразно остановиться на рассмотрении особенностей строения и формирования полимерных покрытий, как наиболее изученных в настоящее время. [c.45] Исследования, проведенные на покрытиях из сетчатых полимеров на основе олигомерных структур, выявили влияние природы подложки, условий формирования и химического состава пленкообразо-вателя на морфологию надмолекулярных структур. Так, структура полиэфирных покрытий, сформированных при разных условиях Л. 61], существенно отличается но морфологии структурных эле.ментов, величине и плотности их упаковки и является неоднородной по толщине покрытия, В покрытиях, полученных при 18 и 80 °С на поверхности стали, в слоях на границе с подложкой наблюдается рыхлая сетчатая структура с малой густотой сетки или глобулярная структура, что не обнаруживается в покрытиях на стеклянной подложке. [c.45] Экспериментальным путем установлено, что на свойства полимерного покрытия существенное влияние оказывает его толщина. С помощью рентгеноструктурного анализа обнаружено, что с ростом толщины полиамидной пленки происходит увеличение упорядоченности системы. В непосредственной близости от поверхности подложки подвижность пачек и цепей макро.молекул снижается в результате протекания адсорбционных процессов. [c.45] В процессе формирования и эксплуатации полимерных покрытий и клеевых соединений на границе раздела фаз за счет различия свойств компонентов, как правило, возникают внутренние напряжения. Эти напряжения изменяются при действии температуры, влажности, в результате протекания процессов структурообразования и старения системы, а также под действием внешнего силового поля. В свою очередь внутренние напряжения, возникающие, например, в процессе формирования полимерных покрытий, оказывают значительное влияние на физико-механические (Л. 62], адгезионные (Л, 63] и теплофизические (Л. 64] свойства. По этой причине внутренние напряжения целесообразно принять за основной критерий, с которым сравниваются остальные показатели гетерогенных полимерных систем. [c.45] В результате экспериментальных исследований выявлено, что определяющее влияние на теплофизические свойства покрытий и характер их формирования оказывают структурные превращения на границе раздела полимер — подложка. [c.46] Влияние структурных превращений вблизи поверхности субстрата на свойства гетерогенных полимерных систем проявляется в еще более выраженной форме при формировании клеевых прослоек. Электронно-микроскопические исследования тонких срезов слоя на границе адгезив — субстрат для кристаллизирующегося полимера показали [Л. 65], что пограничная зона существенно отличается по своей структуре от компонентов системы. На границе полимер — субстрат образуется слой из плотного ряда сферолитов вытянутой формы, ориентированных относительно границы раздела. Интересно отметить, что возникающие в пограничной зоне напряжения вызывают ускоренную и ориентированную кристаллизацию, которая сопровождается частичной релаксацией этих напряжений. [c.46] Внутренние напряжения в клеевых прослойках, как и в покрытиях, зависят от толщины и нарастают с ее увеличением по линейному закону. [c.47] Следовательно, результаты исследований по физико-механическим свойствам клеевых соединений показывают, что по сравнению с блочными полимерами они обладают целым рядом специфических свойств, обусловленных наличием границ раздела, накладывающих определенные ограничения при формировании прослоек. Особый интерес представляет имеющая место взаимосвязь между внутренними напряжениями и структурой клеевых прослоек в процессе формирования и эксплуатации клеевых соединений. [c.48] 1 отмечалось, что элементами структуры полимера могут быть звенья макромолекул, непосредственно макромолекулы, глобулы, пачки, сферолиты и т. д. Структурные изменения в клеевых прослойках в зависимости от механизма протекающего процесса могут осуществляться на различном уровне или одновременно на нескольких структурных уровнях. В частности, ввиду большой асимметрии размеров макромолекул и элементов надмолекулярных структур под действием структурных превращений, а также при наложении силового или температурного поля протекает деформация полимерной системы. Последняя в свою очередь может сопровождаться ориентацией структурных элементов. iB условиях клеевой прослойки в первом приближении следует ожидать двухосную ориентацию структурных элементов в плоскости склеивания. Этому в известной мере способствует воздействие внешнего теплового поля, так как флуктуации тепловой энергии интенсифицируют ориентацию звеньев макромолекул и структур из них. [c.48] Поскольку в процессе отверждения объем прослойки уменьшается, то внутренние напряжения являются напряжениями растяжения. Таким образом, внутренние напряжения, действуя против сил молекулярного сцепления в системе адгезив — субстрат, по существу растягивают прослойку [Л. 4]. [c.49] Отмеченная выше гибкость макромолекул способствует протеканию этого процесса. [c.49] Структура системы уравнений (2-5) показывает, что напряжение Fy, как результат деформации сетки, стремится сблизить поверхности субстратов, а напряжение Fx заставляет элементы структуры клеевой прослойки работать на растяжение. [c.51] Приведенные положения относительно ориентации структурных элементов прослоек под действием внутренних напряжений несмотря на кажущуюся справедливость носят проблематичный характер, поскольку не подтверждены опытным путем. Поэтому большой интерес представляет проведение качественного и количественного анализа всех сторон этого явления непосредственно на объектах с клеевыми прослойками. [c.51] Несмотря на приведенные выше сведения об анизотропии теплопроводности ориентированных блочных полимеров (см. 1-2), остановимся на некоторых положениях, которые представляют определенный интерес при рассмотрении процесса теплопереноса клеевых прослоек. [c.51] С помощью выражения (2-6) может быть рассчитана анизотропия исследуемого свойства объекта на основании найденной экспериментальным путем функции f(Alll) при условии наличия информации о величине разности AW соответствующего свойства структурного элемента в двух взаимно перпендикулярных направлениях. [c.52] Результаты испытаний представляют интерес не только с точки зрения получения количественных характеристик, но и для выявления природы формирования клеевых прослоек на молекулярном уровне. Выбор в качестве объекта исследования ПС не случаен, поскольку для этого полимера проведены значительные исследования по влиянию ориентационных процессов на оптические [Л. 70], теплофизические [Л. 71] и другие свойства подвергнутых растяжению пленок и волокон. [c.55] Известно Л. 72], что внутреиние напряжения клеевых прослоек можно в значительной мере релаксировать путем отжига. Аналогично ведут себя зафиксированные в напряженном состоянии растянутые полимерные пленки. Очевидно, если в процессе отжига находящихся в напряженном состоянии пленок и прослоек будут получены качественно идентичные результаты значений термического сопротивления, то это лишний раз будет свидетельствовать о единой природе анизотропии тепловых свойств напряженных клеевых прослоек и ориентированных пленок. [c.56] При исследовании термического сопротивления в зоне раздела поддерживалась температура 303 К- Продолжительность отжига состаеляла 180 с. В течение этого периода весь образец принимал температуру ванны. [c.57] На рис. 2-7 представлена зависимость относительного термического сопротивления AR IAiR клеевых прослоек и пленок из ПС от температуры отжига, из которой видно, что термическое сопротивление клеевых прослоек и полимерных пленок с увеличением температуры отжига падает, причем кривые AiR lAR = f(T) в обоих случаях для одинаковых температур вытяжки пленки и отверждения прослойки коррелируют. [c.57] Вернуться к основной статье