Факторы, влияющие на механические свойства покрытий
Механические свойства покрытий зависят от структуры и условий их получения. Так, прочность пленок возрастает с увеличением молекулярной массы полимера, степени кристалличности, числа мостичных связей (в случае пленок трехмерного строения). В случае полиолефинов установлена зависимость между равновесным модулем упругости Е¥ и степенью кристалличности a:
Е¥ = А×еk×a,
где А и k - постоянные; А=33,9; k=0,044.
Модуль упругости коррелирует с твердостью покрытий и прочностью при растяжении.
Прочность при растяжении и относительное удлинение пленок уменьшаются с ростом надмолекулярных структур. Образцы со сферолитами диаметром больше , либо равно 300 мкм имеют дефекты в пограничных участках структур и хрупко разрушаются при деформациях меньше, либо равно 5-15%.
Механическая прочность и способность пленок к деформации изменяются при структурировании. Причем, в случае олигомеров (эпоксидные, мочевиноформальдегидные, полиэфирные). Эти характеристики улучшаются с возрастанием плотности трехмерной сетки, а для полимеров - наблюдается экстремальная зависимость прочности от числа поперечных связей. Деформируемость покрытий при этом уменьшается, т. е., используя в лаках и красках разные полифункциональные структурирующие добавки и варьируя условия отверждения (сушки) покрытий можно регулировать их механические свойства.
Механические свойства пластифицированных и пигментированных покрытий также зависят от содержания модифицирующего компонента, химической природы, размера и формы частиц пигмента, а также от его взаимодействия с пленкообразователем. Например, чешуйчатые и волокнистые пигменты и наполнители в большей мере усиливают пленкообразователи, чем наполнители изометрической формой частиц. Отмечается больший эффект усиления у аморфных полимеров, чем у кристаллических.
При увеличении пористости покрытий прочность пленок снижается. Прочность не всегда одинакова у пленок разной толщины: существенное значение оказывает на прочность и способ получения покрытия. Прочность адгезированных и неадгезированных пленок примерно одинакова.
Прочностные и деформационные свойства покрытий сильно зависят от температуры. С повышением температуры происходит уменьшение модуля упругости, твердости, прочности при растяжении и изгибе и долговечности покрытий; относительное удлинение пленок при разрыве возрастает.
Прочностные показатели покрытий изменяются при изменении характера окружающей среды. Так, в результате адсорбции поверхностью пленки жидких или газообразных продуктов возможно как понижение ее прочности (эффект Ребиндера), так и повышение за счет залечивания локальных микротрещин. При переходе от газообразных сред к жидким прочность и долговечность покрытий снижается.
Загрузка ...