Механические свойства покрытийво многом определяют уровень их защитных свойств, а также в опр ...

Механические свойства покрытийво мно ... / Пленкообразование /



Механические свойства покрытии

Механические свойства покрытииМеханические свойства покрытийво многом определяют уровень их защитных свойств, а также в определенной степени влияют на декоративные функции покрытийв течение срока их эксплуатации. Покрытияподвергаются большому числу разнообразных механических воздействий и деформаций. Они могут подвергаться воздействию больших сил, действующих на малой площади в течение очень коротких промежутков времени, например при ударах камней, гравия и т. п. в случае автомобильных покрытий, или последовательному воздействию медленной циклической деформации, что имеет место в случае декоративных покрытийпо дереву (например для оконных рам), так как древесина расширяется и сжимается соответственно изменению температуры и атмосферной влажности. Такие силы и деформации могут быть велики: порядка гигапаскалей на единицу площади при ударе или 10—15% растяжения при деформациях древесины (такие деформации анизотропны в силу характерной структуры древесины). Эти основные механические свойства покрытийимеют наибольшее практическое значение, поскольку напряжение или растяжение могут привести к пластическому течению (необратимая деформация), или разрушению пленки в результате растрескивания.

Пленки красок в процессе эксплуатации могут испытывать разнообразные механические деформации. Кроме того, физико механические свойства покрытийсами по себе изменяются при старении. От уровня механических показателей зависит долговечность покрытияв процессе эксплуатации, т. е. сохранность физической однородности пленки определяет время, в течение которого покрытиеможет выполнять свои защитные функции. Постоянное воздействие воздуха и влаги (росы) на поверхность покрытияприводит к постоянному выщелачиванию ннзкомолекулярпых веществ, таких как остатки растворителя, пластификатор или низкомолекулярные полимерныефракции, а также продуктов деструкции, которые могут размягчать покрытиеи увеличивать его стойкость к хрупкому разрушению (растрескиванию). Кроме того, воздействие кислорода воздуха и света (особенно его УФ со ставляющей) может активировать различные фотолитические реакции с образованием свободных радикалов и пероксидов, вследствие чего может увеличиться степень сшивки пленки

и, соответственно, ее хрупкость. В конечном итоге происходит разрушение пленки путем растрескивания или на ее поверхности, или, чаще, внутри пленки. Проникновение воды в пленку может оказывать благоприятное воздействие, поскольку вода часто «смягчает», пластифицирует пленку. Однако, если последнее сочетается с проникновением кислорода или анионов, это может привести к механическому разрушению вследствие увеличения хрупкости или накопления твердых продуктов коррозии на поверхности раздела покрытие/металл.

Большинство красок и покрытийосновано на органических полимерах. Они поэтому вязкоэластичны и их реакция на механическую нагрузку заметно отклоняется от линейной. Кроме того, механические свойства матричного полимерамогут существенно изменяться благодаря присутствию мелких полимерныхчастиц (выделяющихся при смешении компонентов и отверждении), частиц пигментов, наполнителей и т. д. Роль этих частиц в модифицировании свойств покрытияаналогична роли, которую играют заполнители при отгределении механических свойств полимерныхкомпозитов в массе. Предприняты попытки применить идеи и теории, выдвинутые для полимерныхкомпозитов, для интерпрета ции механических свойств лакокрасочных пленок.

В дополнение следует отметить, что большинство систем по крытий многослойны. Хотя пленкообразователь может быть один и тот же, природа и состав пигментов могут изменяться от слоя к слою. К неоднородности механических свойств, как по толщине, так и вдоль поверхности пленки, могут привести процессы удаления растворителя и пространственно неоднородного сшивания при отверждении. Эти процессы обычно приводят к усадке полимернойматрицы и возникновению внутренних напряжений, которые изменяют ее механические свойства на подложке. В этой связи часто возникает вопрос, соответствуют ли результаты испытаний покрытийисходным свойствам материала, и в ряде случаев результаты испытаний вообще утрачивают свою ценность.

Достаточно сказано о сложности и важности механических свойств покрытий, а также о важности их изучения при натурных или искусственных условиях испытаний.

Настоящая глава построена следующим образом: После краткого обзора вязкоэластичности и механических свойств полимероврассмотрены методы определения этих свойств, особенно для окрашенных образцов, т. е. для адгезированных пленок. После обзора практически используемых методов механических испытаний покрытийи их интерпретации на более фундаментальной основе глава завершается разделом о применении акустической эмиссии для записи изменений механических свойств при искусственном старении.


Смотрите также:

Краткий исторический обзор

Краткий исторический обзор


Предполагают, что первобытные люди огоаляли первые краски около 25 000 лет тому назад. Они были охотниками и жителям ...
Лакокрасочные покрытия

Лакокрасочные покрытия


Термины «paint» и «surface coating» часто используются как взаимозаменяемые. Термин «surface coating» является более общим и применим ...
Высокомолекулярные пуненкообразователи

Высокомолекулярные пуненкообразователи


Почти все высокомолекулярные полимерыполучают радикальной полимеризациейсмесей виниловых, акриловых или метакри ловых мономе ...





Valid XHTML 1.0 Transitional

Вверх