ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Внутренние напряжения в покрытиях, получаемых из раство. Теория возникновения внутренних напряжений в полимерных и лакокрасочных покрытиях из "Физико механические свойства полимерных лакокрасочных покрытий" В отвержденных покрытиях при изменении температуры возникают внутренние термические напряжения ВТ, которые являются следствием различия в значениях термических коэффициентов линейного расширения подложки и покрытия. [c.7] Внутренние напряжения, возникшие в покрытии, снижают его когезионную и адгезионную прочность, а следовательно, и его долговечность. Нередко внутренние напряжения достигают больших значений и вызывают растрескивание или отслаивание покрытий уже в процессе их отверждения или испытаний после отверждения. Поэтому изучение закономерностей возникновения внутренних напряжений в покрытиях и изыскание научно обоснованных путей их снижения является важной задачей. [c.7] В первой части главы рассмотрен механизм возникновения внутренних усадочных напряжений в покрытиях, получаемых из растворов полимеров и олигомеров, а во второй — изложены закономерности возникновения и изменения внутренних термических напряжений в отвержденных покрытиях. [c.7] Закономерности возникновения внутренних напряжений рассмотрены на примере формирования покрытий из растворов пластифицированного и непластнфи-цированного нитрата целлюлозы, перхлорвиниловой смолы и желатины [1—9]. [c.8] На рис. 1.1 приведены кинетические кривые испарения растворителя (кривая 1) и роста внутренних напряжений (кривая 2) в процессе формирования покрытий из растворов желатины и нитрата целлюлозы. [c.8] Кинетические кривые испарения растворителя и роста внутренних напряжений в нитроцеллюлозных покрытиях (рис. 1.1,6) имеют такой же характер, как и для желатиновых покрытий (см. рис. 1.1,а). Однако процесс отверждения нитроцеллюлозных покрытий заканчивается в 4—5 раз быстрее, чем желатиновых, из-за высокой летучести органического растворителя нитрата целлюлозы. Максимальные значения внутренних напряжений в нитроцеллюлозных покрытиях составляют 9—10 МПа. [c.9] Из полученных результатов следует, что процесс отверждения полимерных покрытий, формируемых из растворов полимеров, проходит через три стадии. Внутренние напряжения возникают в основном на второй стадии. Следовательно, регулирование их значений можно осуществлять именно на этой стадии формирования покрытий. [c.9] В данном разделе изложены результаты исследования влияния концентрации растворителя и толщины покрытия на закономерности возникновения внутренних напряжений желатиновых покрытиях в процессе их отверждения при комнатной температуре. [c.9] Довательно, площади поперечного сечения, критическое усилие Ркр достигается при более низких значениях внутренних напряжений, и пленка отслаивается, не успев еще полностью сформироваться. [c.11] Из рис. 1.2 следует, что при всех концентрациях растворов желатины с увеличением толщины покрытия первая стадия сильно сокращается, а интенсивность нарастания напряжений во второй стадии заметно падает,- Это связано с более медленным удалением растворителя из толстых пленок, имеющих практически такую же площадь испарения,, как и тонкие пленки. [c.11] На рис. 1.4 приведены кривые изменения внутренних напряжений при отверждении покрытий различной толщины из пластифицированной желатины. [c.11] Покрытия формировались из 20%-ных растворов нитрата целлюлозы марки ВНВА. В качестве растворителя использовали смесь следующего состава 25% бутилацетата, 25% этилацетата, 25% толуола, 15% этилового спирта-и 10% бутанола. [c.12] Внутренние напряжения исследовались одновременно консольным и оптическим методами (см, гл, 4). [c.12] На рис. 1.6, а приведены кривые изменения внутренних напряжений в покрытии в процессе отверждения нитроцеллюлозных покрытий различной толщины на стальных подложках (напряжения определялись консольным методом). С увеличением толщины покрытия кинетические кривые смещаются вправо, при этом максимальные значения внутренних напряжений остаются постоянными и составляют 10—12 МПа. [c.12] По эпюрам напряжений в подложках для различных толщин покрытий (см, рис. 4.15) с помощью уравнения (4.19) рассчитаны внутренние напряжения в покрытии. Эти напряжения оказались одинаковыми для нитроцеллюлозных покрытий различной толщины и равными 12 МПа (см. рис. 1.7, прямая 2). Такой вывод согласуется с данными, полученными консольным методом (см. рис. 1.7, прямая 3). [c.14] На рис. 1.8 приведены кривые изменения внутренних напряжений при отверждении покрытий из нитролаков 2 и 3. С увеличением толщины покрытия скорость нарастания внутренних напряжений уменьшается и максимальные их значения также снижаются. [c.14] Аналогичные данные получены и для остальных лаков. [c.14] Зависимость внутренних напряжений от толщины покрытий для всех шести лаков показана на рис. 1.9. [c.14] ЧТО кинетические кривые внутренних напряжений в покрытии, определенных консольным методом, и напряжений в подложке, определенных оптическим методом, имеют одинаковый характер. [c.17] Из приведенных данных следует, что с ростом толщины внутренние напряжения в покрытии падают быстрее, чем растет его поперечное сечение, поэтому внутренняя упругая сила Р, а следовательно, и внутреннее напряжение в подложке уменьшается с ростом толщины покрытия [см. уравнение (4.19)]. [c.18] Вернуться к основной статье