Page 40 - 07

мування КМ. Виходячи з того, що хімічна природа КбШ та епоксидного оліго-
мера залишається незмінною, під час аналізу зміни адгезійної міцності від вмісту
наповнювача, необхідно враховувати вплив активності поверхні частинок і, від-
повідно, в’язкості композиції на властивості КМ. Показано (рис. 1a), що критич-
ним вмістом КбШ для поліпшення адгезійних властивостей матеріалів є q = 15…
20 m.p. Це зумовлено тим, що навколо частинок під час зшивання КМ формують-
ся адсорбційні і зовнішні поверхневі шари, які і визначають властивості компози-
тів. Такі шари формуються також і за значного вмісту частинок (q = 30…80 m.p.),
і під впливом поверхні субстрату, однак їхня структура не характеризується ви-
соким ступенем зшивання, на що вказує зменшення адгезійної міцності.
Підтвердженням цього є результати дослідження впливу вмісту КбШ на ад-
гезійну міцність за зсуву (рис. 1b) і залишкові напруження (рис. 1с). Показано
(рис. 1b), що серед усіх досліджуваних матеріалів максимальною адгезійною міц-
ністю за зсуву характеризуються КМ, наповнені КбШ. Тут максимум адгезійної
міцності спостерігали для матеріалів, що містять q = 30…50 m.p. наповнювача.
При цьому адгезійні властивості збільшуються від τ = 8,9 МРа (для епоксидної
матриці) до τ = 16,3…19,5 МРа. Достовірність отриманих експериментальних
досліджень підтверджено аналізом впливу вмісту частинок КбШ у КМ на за-
лишкові напруження. Встановлено (рис. 1с), що для епоксидної матриці вони до-
рівнюють 2,3 МРа. Введення КбШ (q = 5…30 m.p.) зменшує σ rs до 1,1…1,2 МРа,
а за вмісту q = 40…50 m.p. σ rs = 1,6…2,1 МРа.
Встановлено (рис. 1b, c), що максимуми адгезійної міцності за зсуву і залиш-
кових напружень спостерігають за однакового вмісту частинок q = 40…50 m.p. Тоб-
то тоді формується матеріал зі значним ступенем гелеоутворення, що суттєво збіль-
шує як дотичні напруження за зсуву, так і залишкові напруження в цілому. Слід за-
значити, що порівняно з адгезійною міцністю за розриву результати її зміни за зсу-
ву (залежно від вмісту наповнювача) не зовсім корелюють. Тут слід говорити про
різні механізми деформації і подальшого руйнування матеріалів під час експери-
ментальних досліджень, внаслідок чого важливе значення має врахування нормаль-
них та дотичних напружень на межі поділу фаз “металева основа–захисний покрив”.
Аналогічно аналізували вплив колоїдної сірки на властивості КМ. Експери-
ментально встановили, що критичний вміст цього наповнювача у епоксидному
композиті становить q = 15 m.p. (рис. 1a–c). Показано, що введення такої кількос-
ті КС в епоксидну в’язь забезпечує порівняно з матрицею підвищення адгезійної
міцності за відриву і зсуву з σ а = 18,5 МРа до σ а = 51,7 МРа та з τ = 8,9 МРа до
12,8 Мра, відповідно. Залишкові напруження при цьому також максимально
зростають в усьому досліджуваному діапазоні зміни вмісту наповнювача з
s rs = 1,2 МРа (коли q = 5 m.p.) до s rs = 2,2 МРа. Збільшення вмісту КС понад
q = 15 m.p. зумовлює погіршення адгезійної міцності матеріалів за відриву і зсу-
ву. Кореляція отриманих результатів дає змогу стверджувати, що за критичного
вмісту дисперсних частинок КС у епоксидному олігомері створюються умови
для максимального зшивання матриці як у її об’ємі, так і на межі поділу фаз
“покрив–основа”. Це сприяє підвищенню адгезійних характеристик, хоча водно-
час і збільшуються залишкові напруження. В цілому можна констатувати, що на
відміну від КбШ вводити колоїдну сірку для формування адгезійного шару не
доцільно, оскільки властивості таких матеріалів погіршуються.
Аналіз зміни властивостей КМ із частинками ЗС показав, що максимальни-
ми показниками адгезійної міцності відзначаються матеріали, які містять q =
= 40…50 m.p. наповнювача. Введення у в’язь такої кількості частинок дає можли-
вість підвищити адгезійну міцність за відриву з s а = 18,5 МРа (для епоксидної мат-
риці) до s а = 45,6…67,8 МРа та за зсуву з t = 8,9 МРа до 12,2…12,6 МРа. Збіль-
шення вмісту наповнювача до q = 80 m.p. призводить до погіршення адгезійних

46