Влияние природы адгезива и субстрата на физико-механические характеристики композиционных материалов

Цель работы:

- изучить влияние природы адгезива и субстрата на прочность их клеевого соединения.

Задачи работы:

- оценить адгезионную прочность соединения адгезив-субстрат при его разрушении различными методами;

- определить влияние природы адгезива и его физико-механические свойства на адгезионную прочность КМ;

В данной работе адгезионная прочность оценивается статическими методами - методами сдвига, равномерного и неравномерного отрыва.

Испытания проводятся на соединениях субстрат-адгезив-субстрат. В качестве субстрата используются металл, картон, дерево, лавсан. Образцы субстрата выполняются в виде грибков, пластин, пленок. В качество адгезива применяются эпоксидная смола ЭД-20, клеи БФ-2, БФ-6; К-88; ПВА (поливинилацетат), клей «Момент». Образцы субстрата перед нанесением адгезива и склеиванием подготавливаются специальным способом. Участки склеивания образцов из металла зачищают наждачной бумагой, замеряют площадь контакта (1 см² ) и обезжиривают. Образцы из неметаллических субстратов также очищают от внешних механических загрязнений, обезжиривают, измеряют площадь склеиваемого участка.

В зависимости от задания выбираются адгезив, субстрат, а также вид и форма их соединения. Склеенные образцы закрепляются в зажимном устройстве и помещаются в шкаф при комнатной температуре на время, необходимое для отверждения (адгезивы на основе ЭД-20) или высыхания (клеи БФ-2_, БФ-6; К-88, ПВА, Момент). Продолжительность выдержки при комнатной температуре составляет 2-24 ч. После этого образцы вынимаются из зажимов, каждое соединение осматривается на качество и с помощью микрометра в 4-5 точках участка склеивания измеряется его толщина. По разнице толщин пластинок до и после склеивания определяется толщина слоя адгезива.

Испытания образцов проводят на испытательной универсальной машина Quasar-100 (рисунок 9.1) в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Рисунок 9.1. Универсальной машина Quasar-100

Параллельно испытываются 5-10 образцов одного и того же соединения. После испытания поверхность адгезионного соединения рассматривается под микроскопом с последующей регистрацией характера и вида разрушения. Результаты испытаний заносятся в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 – Результаты экспериментальных исследований

Обработка данных осуществляется с использованием статистических методов (приложение). На основании данных строят графики, выводятся аналитические зависимости и делаются выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Классификация композиционных материалов. Области их применения.

2. Адгезия. Теории адгезии.

3. Факторы, влияющие на адгезионную прочность КМ.

4. Влияние природы адгезива на прочность КМ.

5. Влияние природы субстрата на прочность КМ.

6. Способы регулирования адгезионной прочности.

7. Способы определения адгезионной прочности.