Page 39 - 07

гезив до основи в окремих ділянках полімерного матеріалу.
Крім того, на поверхню адгезійного шару наносять поверхневі шари, які ма-
ють незалежне функціональне призначення [3]. Зокрема, можна виокремити ша-
ри у покриві, які відповідають за поліпшення релаксаційних, електротехнічних,
теплофізичних, фізико-механічних, протикорозійних властивостей і зносотрив-
кості КМ. Водночас слід зазначити, що усі ці властивості більшою чи меншою
мірою визначаються когезійними властивостями полімерних композитів. Дослі-
джували формування епоксикомпозитних двошарових функціональних покривів
у два етапи. На першому етапі вивчали у комплексі адгезійні властивості (міц-
ність зчеплення адгезиву та субстрату за відриву і зсуву) та залишкові напружен-
ня у покривах, сформованих на сталевій основі, а на другому – для оптимізації
складників поверхневого функціонального шару – когезійні властивості, які у по-
дальшому використовували для визначення фізико-механічних характеристик КМ.
Зазначимо, що частинки наповнювачів ЗС і КбШ вводили у в’язь за вмісту
від q = 5 m.p. до q = 80 m.p. на 100 m.p. епоксидного олігомера ED-20. Такий діа-
пазон вмісту частинок вибрано з умови оптимізації інгредієнтів адгезійного шару
(де необхідно вводити незначну кількість додатків) і водночас поверхневого ша-
ру, який, очевидно, міститиме відносно великий об’єм наповнювача. Найбільший
вміст КС як наповнювача до епоксидної в’язі визначали шляхом пошукових екс-
периментів. Тобто попередньо встановили максимальний вміст колоїдної сірки,
за якого КМ під дією температури зшивання (Т = 393 ± 2 K) не самозаймався.
Самозаймання спостерігали, коли вміст наповнювача перевищував q = 40 m.p.
Результати експериментальних досліджень зміни адгезійної міцності КМ за
розриву та зсуву залежно від кількості наповнювача різної фізичної природи у
епоксидній матриці наведені на рис. 1a, b. Встановлено, що за зазначених вище
умов формування матеріалів адгезійна міцність за розриву епоксидної матриці
становить σ а = 18,5 МРа (рис. 1a). Введення наповнювачів по-різному впливає на
σ а КМ. Зокрема встановлено, що максимальними показниками адгезійної міцнос-
ті характеризуються КМ, наповнені карбідною шихтою (15 m.p.). Введення у в’язь
такої кількості частинок КбШ забезпечує підвищення показників адгезійної міц-
ності КМ з σ а = 18,5 МРа (для епоксидної матриці) до σ а = 72,3 МРа. Надалі збіль-
шення вмісту наповнювача призводить до монотонного зменшення адгезійної
міцності, яка за вмісту КбШ q = 80 m.p. становить 18,8 МРа. Такий вплив вмісту
наповнювача на адгезійні властивості КМ зумовлений наступними чинниками.
Відомо [5], що між молекулами адгезиву і субстрату під час полімеризації мо-
жуть виникати різноманітні сили взаємодії, починаючи від найслабших диспер-
сійних і закінчуючи силами хімічної природи. Тобто за незначного вмісту части-
нок наповнювача важливе значення під час формування адгезійних з’єднань має
тип і кількість функціональних груп у об’ємі олігомера і на поверхні субстрата,
що, своєю чергою, визначає їх здатність до взаємодії. Виходячи з цього, можна
констатувати, що за незначної кількості КбШ (q = 5… 15 m.p.) адгезійна міцність
КМ визначається в основному властивостями в’язі, тобто активністю її гідрок-
сильних та епоксидних груп на межі поділу фаз з металевою основою. Частинки
наповнювача, взаємодіючи з макромолекулами епоксидного олігомера, також
впливають на міцність зшивання КМ, але не суттєво.
Зазначимо, що закономірності утворення і руйнування адгезійних з’єднань
можна описати на основі двох незалежних теорій – молекулярно-адсорбційної і
термодинамічної [5, 6]. В межах першої розглядають вплив когезійних власти-
востей адгезиву і субстрату (міцність, в’язкість, параметри структури) на міжфа-
зову взаємодію, а також умови їхнього контакту (температура, тиск і тривалість).
У межах другої – вплив енергетичних характеристик (поверхнева енергія адгезиву
та субстрату, ентропія і ентальпія) на перебіг міжфазової взаємодії під час фор-

45