Металлополимеры

Металлополимеры В последнее время разработаны новые методы получения полимеров, наполненных дисперсными металлами. Такие системы получили название металлополимеров.

Герметизирующие устройства

Герметизирующие устройства Прогресс в области создания герметизирующих систем в течение последних десятилетий связан главным образом с отказом от методов герметизации путем точной пригонки контактирующих поверхностей.

Металлополимерные материалы и изделия

Сопротивление расслаиванию. Часть 5

Так как максимум сопротивления расслаиванию металлополимерных соединений связан с релаксационными свойствами полимеров, то для поиска условий его реализации (температура, скорость расслаивания, концентрация пластификатора и т.д.) можно воспользоваться методом релаксационной спектрометрии (механических потерь), т.е. неразрушающим методом испытаний. Сопоставление экспериментальных данных подтверждает, что характер влияния различных факторов на сопротивление расслаиванию соединений и механические потери одинаков. Например, максимум на температурной зависимости тангенса угла механических потерь вырождается при введении наполнителей и увеличении степени кристалличности, смещается в область более низких температур при уменьшении скорости деформирования (частоты) и увеличении концентрации пластификаторов.

Сопротивление сдвигу и равномерному отрыву. Часть 1

При повышении температуры испытаний переход через температуру структурного стеклования сопровождается существенным уменьшением сопротивления сдвигу и равномерному отрыву адгезионных соединений металлов с аморфными полимерами. Аналогичным образом изменяется действительный модуль полимера. В температурной области высокоэластического состояния недеформируемого аморфного полимера сопротивление расслаиванию адгезионных соединений связано с мнимым модулем, определяющим рассеяние энергии (механические потери), а сопротивление сдвигу и равномерному отрыву — с действительным модулем, определяющим накопление упругой энергии. Естественно, что и методы регулирования сопротивления расслаиванию и сдвигу или равномерному отрыву различны (речь идет о методах, основанных на изменении объемных свойств полимеров).

Сопротивление сдвигу и равномерному отрыву. Часть 2

Таким образом, в температурной области высокоэластического состояния аморфного полимера характер влияния кристаллизации, пластификации, сшивания, степени полимеризации, полярности полимера, гибкости цепи, наполнения неорганическими порошками, скорости деформации на сопротивление разрушению металлополимерных соединений зависит от применяемого метода испытаний.

Характер разрушения металлополимерных соединений. Часть 1

Механическое разрушение адгезионных соединений может произойти без изменения объема материалов и разрыва их сплошности вследствие течения материалов (реологическое разрушение) и с изменением объема материалов и разрывом сплошности (фазовое разрушение). Реологическое разрушение может иметь место в области вязкотекучего состояния полимера. Для металлополимерных соединений на основе полимеров, находящихся в стеклообразном, высокоэластическом и кристаллическом состояниях, разрушение происходит с разрывом сплошности. Даже при одноосном растяжении соединений вследствие гетерогенности структуры и пространственных ограничений возникает общее или локальное объемное напряженное состояние, при котором увеличение напряжения вызывает увеличение объема тела.

Характер разрушения металлополимерных соединений. Часть 2

Адгезионное соединение при механическом воздействии может разрушаться адгезионно (по границе контакта материалов) или когезионно (по объему одного из материалов). Очень часто разрушение локализуется в зоне адгезионного контакта, но происходит по граничным слоям материалов (вследствие неполноты контакта, образования слабых граничных слоев и т.д.). По-видимому, целесообразно было бы выделить граничное разрушение в третий, самостоятельный вид характера разрушения адгезионных соединений. Такое разрушение часто называют адгезионным, если оценка характера разрушения производилась невооруженным глазом.

Характер разрушения металлополимерных соединений. Часть 3

Подобные явления наблюдаются также при равномерном отрыве и сдвиге адгезионных соединений. Разрушение при сдвиге и равномерном отрыве происходит не одновременно по всему сечению образца, а путем образования и развития первичных дефектов, сливающихся в магистральную трещину. При равномерном отрыве соединений металл — полимер — металл разрушение фактически является своего рода раздиром (расслаиванием), скорость которого постепенно увеличивается вследствие непрерывного увеличения механического напряжения из-за уменьшения площади, на которую распределяется нагрузка. Характер разрушения такого рода адгезионных соединений следует определять по состоянию поверхности разрушения в зоне, где произошло зарождение разрушения, так как время жизни соединения под нагрузкой и прочность соединения определяются именно стадией зарождения, а не распространения магистральной трещины. При разрушении образцов методом равномерного отрыва на заключительной стадии скорость распространения магистральной трещины может достигать сотен метров в секунду. Такие скорости при испытаниях адгезионных соединений методом расслаивания до настоящего времени не использовались.

Характер разрушения металлополимерных соединений. Часть 4

Поскольку высокоэластичность, в том числе вынужденная, является специфическим свойством полимеров, то истинно адгезионный характер разрушения (если он существует) может, по-видимому, реализоваться только для адгезионных соединений полимеров. Для адгезионных соединений на основе низкомолекулярных веществ при отсутствии слабых граничных слоев должен иметь место непосредственный переход пластического когезионного разрушения в хрупкое когезионное разрушение.